2012届高考物理复习：探究弹力与弹簧伸长量的关系

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1、2012届高考物理复习：探究弹力与弹簧伸长量的关系第五时探究弹力与弹簧伸长量的关系验证力的平行四边形定则一、探究弹力与弹簧伸长量的关系【实验目的】探索弹力与弹簧伸长的定量关系，并学习所用的科学方法。【实验原理】弹簧受到拉力会伸长，平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等。这样弹力的大小可以通过测定外力而得出（可以用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力）；弹簧的伸长可用直尺测出。多测几组数据，用列表或作图的方法探索出弹力与弹簧伸长的定量关系。【实验器材】弹簧（不同的多根）、直尺、砝码。【实验步骤】弹簧的弹力用F表示，弹簧原长（自然长度）用L0表示，弹簧现长用L表示，弹簧的伸长用x表示，则x=L-

2、L0。1．用直尺测出弹簧的原长L0，2．如图所示，将弹簧一端固定，另一端挂上砝码（钩码），待弹簧平衡后，记录下弹簧的长度及砝码的重量。然后改变砝码的质量，再读出几组数据。3．将数据记录在表格中；4．根据测量数据画出F—x图象，（以F为纵轴，以x为横轴）．探索结论：按照F—x图象中各点的分布与走向，尝试做出一条平滑的曲线（包括直线）。所画的点不一定正好在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同。尝试写出曲线所代表的函数，首先尝试F—x是否为一次二、验证力的平行四边形定则【实验目的】验证力的合成的平行四边形定则。【实验原理】此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的效果（即：

3、使橡皮条在某一方向伸长一定的长度），看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等。【实验器材】木板一块、白纸、图钉若干、橡皮条一段、细绳、弹簧秤两个、三角板、刻度尺、量角器。【实验步骤】1．用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上。2．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，用两条细绳套结在橡皮条的另一端。3．用两个弹簧秤分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置（如图所示）。4．用铅笔描下结点的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧秤的读数。在白纸上按比例作出两个弹簧秤的拉力F1和F2的图示，利用刻度尺和三角板根椐平行四边形定则求出合力

4、F。．只用一个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置，记下弹簧秤的读数和细绳的方向。按同样的比例用刻度尺从点起做出这个弹簧秤的拉力F’的图示。6．比较F’与用平行四边形定则求得的合力F，在实验误差允许的范围内是否相等。7．改变两个分力F1和F2的大小和夹角。再重复实验两次，比较每次的F与F’是否在实验误差允许的范围内相等。【注意事项】1．用弹簧秤测拉力时，应使拉力沿弹簧秤的轴线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内。2．同一次实验中，橡皮条拉长后的结点位置必须保持不变。类型一用弹簧测力计测定动摩擦因数【例1】（无锡市08届高三基础测试）为了用弹簧测

5、力计测定两木块A和B间的动摩擦因数μ，甲、乙两同学分别设计了如图所示的实验方案。（1）为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力大小，你认为方案更易于操作。简述理由。（2）若A和B的重力分别为100N和10N，当甲中A被拉动时，弹簧测力计a示数为60N，b示数为110N，则A、B间的动摩擦因数为。导示：（1）甲；因为甲方案拉木块时不需要匀速拉动，而乙方案中A匀速运动难以控制。（2）在甲图中B受到的滑动摩擦力f等于弹簧测力计a示数为60N，故A、B间的动摩擦因数μ=f/GB=60/10=04。类型二探究弹力和弹簧伸长的关系【例2】（合肥市2007年教学质量检测一14．）几

6、个同学合作如图甲所示装置探究“弹力和弹簧伸长的关系”，弹簧的上端与标尺的零刻度对齐，他先读出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，依次读出指针所指的标尺刻度。所得数据列表如下：（弹簧始终未超过弹性限度，重力加速度g=98/s2）钩码质量/g0306090120标尺刻度x/10－2600718349481064（1）根据所测数据，在图乙所示的坐标纸上作出弹簧指针的标尺刻度x与钩码质量的关系曲线。（2）作出的图线与轴交点的纵坐标值的物理意义是；这种规格弹簧的劲度系数=N/（保留三位有效数字）。导示：（1）如下图所示，（2）图线与轴交点的纵坐标值

7、表示弹簧的原长为6；根据图线的斜率可以算出弹簧的劲度系数=261（26~269均可）。类型三验证力的平行四边形定则【例3】（广东茂名市2007年第一次模考、11）某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时，主要步骤是：A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；．用两个弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置．记录下点的位置，读出两