安徽省2013届高考物理总复习 第二单元 力 物体的平衡 第4节 实验二 探究弹力与弹簧伸长的关系学案 新课标（北京专版）.doc

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1、2013届新课标高考物理总复习学案第二单元力物体的平衡第4节实验二探究弹力与弹簧伸长的关系(1)探究弹力与弹簧伸长量的定量关系。(2)学会用列表法、图像法、函数法处理实验数据。(1)如图实－2－1所示，在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等。(2)弹簧的长度可用刻度尺直接测出，伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算。这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系了。图实－2－1铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角板、坐标纸、重垂线、铅笔。(1)将弹簧挂在支架上，测量弹簧的原长l0。(2)在弹簧下端挂上钩码，待钩码静止时测出弹簧的长度l

2、，求出弹簧的伸长x和所受的外力F(等于所挂钩码的重力)。(3)改变所挂钩码的数量，重复上述实验，要尽量多测几组数据，将所测数据填写在下列表格中。记录表：弹簧原长l0＝________cm。9用心爱心专心(1)以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量x为横坐标，用描点法作图。连接各点，得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线。(2)以弹簧的伸长量x为自变量，写出曲线所代表的函数。首先尝试写成一次函数，如果不行则考虑二次函数。(3)得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义。(1)所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度。(2)每次所挂钩码的质量

3、差尽量大一些，从而使坐标上描的点尽可能稀，这样作出的图线更精确。(3)测量弹簧的原长时要让它自然下垂。测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量，以减小误差。(4)测量有关长度时，应区别弹簧原长l0、实际总长l及伸长量x三者之间的不同，明确三者之间的关系。(5)建立平面直角坐标系时，两轴上单位长度所代表的量值要适当，不可过大，也不可过小。(6)描点画线时，所描的点不一定都落在一条曲线上，但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧。描出的线不应是折线，而应是平滑的曲线。(7)记录数据时要注意弹力与弹簧伸长量的对应关系及单位。(1)本实验的误差来源之一是因弹簧拉力大小的不稳定造成的，因

4、此，使弹簧的悬挂端固定，另一端通过悬挂钩码来充当对弹簧的拉力，可以提高实验的准确度。(2)弹簧长度的测量是本实验的主要误差来源，所以，测量时尽量精确地测量弹簧的长度。(3)在F－x图像上描点、作图不准确。9用心爱心专心(1)将弹簧放在一端带有定滑轮的光滑木板上，在水平方向上做实验，如图实－2－2所示，这样可避免弹簧重力对实验的影响。图实－2－2(2)利用计算机及传感器技术，将弹簧水平放置，且一端固定在传感器上，传感器与电脑相连，如图实－2－3所示，对弹簧施加变化的作用力(拉力或推力)时，电脑上得到弹簧弹力和弹簧形变量的关系图像，分析图像得出结论。图实－2－3[例1]　某同学做“探究弹力和弹簧

5、伸长的关系”的实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把L－L0作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是图实－2－4中的(　　)图实－2－4[解析]　由于考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量x＞0，所以选C。[答案]　C[例2]　(2011·安徽高考)为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码。实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图实－2－5上标出。(g＝9.8m/s2)图实－2－59用心爱心专心(1)作出m

6、—l的关系图线；(2)弹簧的劲度系数为________N/m。[解析]　(1)画一条直线尽量通过较多的点，如图所示。[答案]　(1)见解析图　(2)0.261(在0.248～0.262间均可)(1)在国际单位制中，杨氏模量Y的单位应该是(　　)A．N　　　　　　　　B．mC．N/mD．Pa(2)有一段横截面为圆形的橡皮筋，应用如图实－2－6所示的实验装置，可以测量出它的杨氏模量Y的值。首先利用测量工具a测得橡皮筋的长度L＝20.00cm，利用测量工具b测得橡皮筋未受到拉力时的直径D＝4.000mm，那么测量工具a和b应分别为________、________。(3)用如图实－2－6甲所示的装

7、置就可以测量出这种橡皮筋的Y值，下表为橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录，请在图实－2－6乙中做出F－x图像。9用心爱心专心图实－2－6(4)由以上实验可求出该橡皮筋的Y值为________(保留一位有效数字)。[答案]　(1)D　(2)毫米刻度尺　螺旋测微器　(3)见解析图　(4)5×106Pa[每课一测]1．在“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验中，以下说法正确的是(　　)A．弹簧被拉伸时，偶尔可以超出它