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(共27張PPT)
高考物理總復(fù)習(xí)課件
第二章 　相互作用與物體平衡
實(shí)驗(yàn)二 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系
一、基本原理與操作
二、注意事項(xiàng)
1.安裝實(shí)驗(yàn)裝置：要保持刻度尺豎直并靠近彈簧.
2.不要超過(guò)彈性限度：實(shí)驗(yàn)中彈簧下端掛的鉤碼不要太多，以
免超過(guò)彈簧的彈性限度.
3.盡量多測(cè)幾組數(shù)據(jù)：要使用輕質(zhì)彈簧，且要盡量多測(cè)幾組數(shù)
據(jù).
4.觀察所描點(diǎn)的走向：不要畫(huà)折線(xiàn).
5.統(tǒng)一單位：記錄數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系
及單位.
三、誤差分析
1.鉤碼標(biāo)值不準(zhǔn)確，彈簧長(zhǎng)度測(cè)量不準(zhǔn)確會(huì)帶來(lái)誤差.
2.畫(huà)圖時(shí)描點(diǎn)及連線(xiàn)不準(zhǔn)確也會(huì)帶來(lái)誤差.
考點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)原理與操作
【典題 1】(2022 年廣東二模)在探究彈簧形變與彈力
的關(guān)系時(shí)，實(shí)驗(yàn)小組把兩根輕彈簧Ⅰ、Ⅱ按如圖 S2-1 所
示的方式連接起來(lái)，在彈性限度內(nèi)，將質(zhì)量為 50 g 的鉤
碼逐個(gè)掛在彈簧下端，得到指針 A、B 的示數(shù) LA、LB 見(jiàn)
下表，g 取 9.80 m/s2.
圖 S2-1
鉤碼數(shù) 1 2 3 4
LA/cm 15.76 19.77 23.67 27.76
LB/cm 29.96 35.76 41.51 47.36
(1)通過(guò)對(duì)比表中的數(shù)據(jù)可知，彈簧Ⅰ的勁度系數(shù)_______(填
“大于”“小于”或“等于”)彈簧Ⅱ的勁度系數(shù).
(2)利用表中的數(shù)據(jù)計(jì)算出彈簧Ⅰ的原長(zhǎng)為_(kāi)_______cm(結(jié)果
保留 2 位小數(shù)).
(3)掛上一個(gè)鉤碼，待彈簧靜止后，彈簧Ⅰ、Ⅱ的伸長(zhǎng)量之和
為_(kāi)_______cm，由此可知，若將彈簧Ⅰ和Ⅱ串聯(lián)起來(lái)視為一個(gè)彈
簧，其等效勁度系數(shù)等于________N/m(結(jié)果保留 3 位有效數(shù)字).
解析：(1)掛上第二個(gè)鉤碼后，彈簧Ⅰ伸長(zhǎng)量ΔxA＝19.77 cm－
15.76 cm＝4.01 cm，彈簧Ⅱ伸長(zhǎng)量ΔxB＝35.76 cm－29.96 cm－ΔxA
＝1.79 cm，根據(jù)胡克定律，彈簧Ⅰ的勁度系數(shù)小于彈簧Ⅱ的勁度
系數(shù).
(2)設(shè)彈簧Ⅰ的原長(zhǎng)為 L0，則 L0＋
mg
k
＝15.76 cm，L0＋
4mg
k
＝
27.76 cm，聯(lián)立得 L0＝11.76 cm.
(3)掛上一個(gè)鉤碼，待彈簧靜止后，彈簧Ⅰ、Ⅱ的伸長(zhǎng)量之和
為Δx＝35.76 cm－29.96 cm＝5.80 cm.由此可知，若將彈簧Ⅰ和Ⅱ
答案：(1)小于 (2)11.76 (3)5.80 8.45
創(chuàng)新角度 實(shí)驗(yàn)裝置圖 創(chuàng)新解讀
實(shí)驗(yàn)原
理創(chuàng)新 1.彈簧水平放置，消除彈簧自身
重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響.
2.改變彈簧的固定方式，研究彈
簧彈力大小與壓縮量之間的大小
關(guān)系
創(chuàng)新角度 實(shí)驗(yàn)裝置圖 創(chuàng)新解讀
實(shí)驗(yàn)器
材創(chuàng)新 1.用橡皮筋代替彈簧做實(shí)驗(yàn).
2.拉力傳感器顯示的拉力 F 與橡
皮筋的彈力并不相等，僅為橡皮
筋彈力在水平方向的分力
(續(xù)表)
創(chuàng)新角度 實(shí)驗(yàn)裝置圖 創(chuàng)新解讀
實(shí)驗(yàn)過(guò)
程創(chuàng)新 1.利用固定在彈簧上的 7 個(gè)指針，
探究彈簧的勁度系數(shù) k 與彈簧長(zhǎng)
度的關(guān)系.
2.利用“化曲為直”的思想，將
探究勁度系數(shù) k 與彈簧圈數(shù)的關(guān)
系，轉(zhuǎn)化為探究 與 n 的關(guān)系
(續(xù)表)
【典題 2】(2022年湖南卷)小圓同學(xué)用橡皮筋、同種一元硬幣、
刻度尺、塑料袋、支架等，設(shè)計(jì)了如圖 S2-2 所示的實(shí)驗(yàn)裝置，測(cè)
量冰墩墩玩具的質(zhì)量.主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：
圖 S2-2
次序 1 2 3 4 5
硬幣數(shù)量 n/枚 5 10 15 20 25
長(zhǎng)度 l/cm 10.51 12.02 13.54 15.05 16.56
(1)查找資料，得知每枚硬幣的質(zhì)量為 6.05 g.
(2)將硬幣以 5 枚為一組逐次加入塑料袋，測(cè)量每次穩(wěn)定后橡
皮筋的長(zhǎng)度 l，記錄數(shù)據(jù)如下表：
(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖 S2-3 甲上描點(diǎn)，繪制圖線(xiàn).
甲
乙
圖 S2-3
(4)取出全部硬幣，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，穩(wěn)定后橡皮
筋長(zhǎng)度的示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)橡皮筋的長(zhǎng)度為_(kāi)_______cm.
(5)由上述數(shù)據(jù)計(jì)算得冰墩墩玩具的質(zhì)量為_(kāi)_______g(結(jié)果保
留 3 位有效數(shù)字).
解析：(3)根據(jù)表格標(biāo)點(diǎn)連線(xiàn)如圖 D19 所示.
圖 D19
(4)由圖可知刻度尺的分度值為 1 mm，故讀數(shù) l＝15.35 cm.
(5)設(shè)橡皮筋的勁度系數(shù)為 k，原長(zhǎng)為 x0，則 n1mg＝k(x1－x0)，
n2mg＝k(x2－x0)
則橡皮筋的勁度系數(shù)為 k＝
(n2－n1)mg
x2－x1
從作的 l-n 圖線(xiàn)讀取數(shù)據(jù)則可得
×6.05×(15.35－9.05) g≈127 g.
x0＝
n2x1－n1x2
n2－n1
＝9.05 cm
設(shè)冰墩墩的質(zhì)量為 m1，則有 m1g＝k(l－x0)
可得 m1＝
10
3
答案：(3)如圖 D19 所示. (4)15.35 (5)127
【遷移拓展】(2023 年廣東潮州二模)某實(shí)驗(yàn)小組用橡皮筋探
究影響其伸長(zhǎng)量的有關(guān)因素，探究方案如下：
(1)取 4 根材料、粗細(xì)相同的橡皮筋，其中 3 根等長(zhǎng)，另一根
的長(zhǎng)度只有前三根長(zhǎng)度的一半，將它們按如圖 S2-4 所示方式懸掛
(其中第 1 組是兩根并用).
圖 S2-4
橡皮筋編號(hào) 1 2 3 4
原長(zhǎng) L/cm 10.00 10.00 5.00 10.00
外力 F/N 1 1 1 2
橡皮筋橫截面積 S 2 1 1 1
伸長(zhǎng)量ΔL/cm 2.51 5.01 2.500 10.02
(2)在每組下端扎線(xiàn)的地方各拴一個(gè)塑料簽，并在支架襯貼的
紙上標(biāo)出塑料簽的原始位置 O(即橡皮筋的原長(zhǎng)).
(3)先分別懸掛 100 克鉤碼，然后在橡皮筋“2”下加掛 100 克
鉤碼，記下各次標(biāo)簽的位置，測(cè)量結(jié)果如下表(g 取 10 N/kg)：
(4)以上探究過(guò)程使用的實(shí)驗(yàn)方法是__________.
(5)伸長(zhǎng)量ΔL 在記錄數(shù)據(jù)中出現(xiàn)錯(cuò)誤的是__________(填具體
數(shù)據(jù)).
(6)根據(jù)上述探究過(guò)程，橡皮筋的伸長(zhǎng)量與相關(guān)因素可能的關(guān)
系為_(kāi)_________.
(7)將一原長(zhǎng)為 L 的橡皮筋，兩端施加大小為 F 的拉力時(shí)，橡
皮筋伸長(zhǎng)了ΔL；把它從中央剪斷，取其中的一段，給兩端施加 2F
的拉力，此時(shí)這段橡皮筋的長(zhǎng)度為_(kāi)__________(不超過(guò)彈性限度).
解析：(4)影響橡皮筋伸長(zhǎng)量的因素涉及多個(gè)物理量，應(yīng)使用
控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn).
(5)伸長(zhǎng)量ΔL 在記錄數(shù)據(jù)中出現(xiàn)錯(cuò)誤的是 2.500 cm，應(yīng)該將測(cè)
量結(jié)果精確到 1 mm，再估讀到毫米的下一位，應(yīng)為 2.50 cm.
(6)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，橡皮筋“1、2”原長(zhǎng)相同、受力相同，
橫截面積越大伸長(zhǎng)量越小，與橫截面積成反比關(guān)系；橡皮筋“2、
3”受力相同，橫截面積相同，原長(zhǎng)越長(zhǎng)伸長(zhǎng)量越大，與原長(zhǎng)成正
比關(guān)系；橡皮筋“2、4”原長(zhǎng)相同，橫截面積相同，受力越大伸
長(zhǎng)量越大，與力成正比關(guān)系；根據(jù)上述探究過(guò)程，橡皮筋的伸長(zhǎng)
量與相關(guān)因素可能的關(guān)系為ΔL∝
FL
.
S
(7)設(shè)比例系數(shù)為 k，橫截面積為 S，根據(jù)題意有ΔL＝k
FL
S
，從中
規(guī)律總結(jié)
在數(shù)據(jù)處理時(shí)，原實(shí)驗(yàn)是做彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系
圖像，圖像的斜率表示勁度系數(shù)，也可做出其他的圖像，根據(jù)物
理規(guī)律寫(xiě)出兩物理量的函數(shù)表達(dá)式，理解好圖像斜率的物理意義.
謝謝
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