【三维设计，名师教学典范】2014高考物理一轮精细复习实验《 探究弹力和弹簧伸长的关系》（必备基础点拨+高考考点集结+考点专训，含教师详解）

课件40张PPT。 一、实验目的 (1)探究弹力和弹簧伸长量的关系。 (2)学会利用图象法处理实验数据，探究物理规律。 二、实验原理 (1)如图实－2－1所示，弹簧在下端悬挂钩码 时会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的 重力大小相等。图实－2－1超链接 (2)用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力下的伸长量x，建立直角坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实验所测得的各组(x、F)对应的点，用平滑的曲线连接起来，根据实验所得的图线，就可探知弹力大小与伸长量间的关系。 三、实验器材 铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角板、坐标纸、重垂线。 四、实验步骤 (1)如图实－2－2所示，将铁架台放在桌 面上(固定好)，将弹簧的一端固定于铁架台的 横梁上，在靠近弹簧处将刻度尺(最小分度为 1 mm)固定于铁架台上，并用重垂线检查刻度尺是否竖直。 (2)记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0，即弹簧的原长。图实－2－2 (3)在弹簧下端挂上钩码，待钩码静止时测出弹簧的长度l，求出弹簧的伸长量x和所受的外力F(等于所挂钩码的重力)。 (4)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。 次数 内容　　　123456拉力F/N弹簧总长/cm弹簧伸长/cm 五、数据处理 (1)以力为纵坐标，以弹簧的伸长量为横坐标，根据所测数据在坐标纸上描点。 (2)按照图中各点的分布与走向，作出一条平滑的图线。所画的点不一定正好都在这条图线上，但要注意使图线两侧的点数大致相同。 (3)以弹簧的伸长为自变量，写出图线所代表的函数表达式，并解释函数表达式中常数的物理意义。 六、注意事项 (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，要注意观察，适可而止。 (2)每次所挂钩码的质量差适当大一些，从而使坐标点的间距尽可能大，这样作出的图线准确度更高一些。 (3)测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于稳定状态时测量，以免增大误差。 (4)描点画线时，所描的点不一定都落在一条直线上，但应注意一定要使各点均匀分布在直线的两侧。 (5)记录实验数据时要注意弹力、弹簧的原长l0、总长l及弹簧伸长量的对应关系及单位。 (6)坐标轴的标度要适中。 七、误差分析 (1)钩码标值不准确造成系统误差。 (2)弹簧长度的测量和作图时造成偶然误差。实验原理与操作 [例1]　(2013·临沂模拟)如图实－2－3甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。图实－2－3 (1)为完成实验，还需要的实验器材有：_____。 (2)实验中需要测量的物理量有：_____。 (3)图实－2－3乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F－x图线，由此可求出弹簧的劲度系数为_____ N/m。图线不过原点的原因是由于_____。 (4)为完成该实验，设计的实验步骤如下： A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来； B．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0； C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺； D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码； E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与伸长量的关系式。首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数； F．解释函数表达式中常数的物理意义； G．整理仪器。 请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：_____。 [解析]　(1)根据实验原理可知还需要刻度尺来测量弹簧原长和形变量； (2)根据实验原理，实验中需要测量的物理量有弹簧的原长、弹簧所受外力与对应的伸长量(或与弹簧对应的长度)； (3)取图象中( ... ...