高考物理一轮复习4：实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系优质课件
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❖ 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．
❖ 【误差分析】 ❖ 1．本实验的误差来源之一是由弹簧拉力大小的不稳
定造成的，因此，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 ，应尽量精确地测量弹簧的长度． ❖ 3．在F－x图象上描点、作图不准确．
悬挂弹簧”的先后顺序，下列说法正确的是( ) ❖ A．先测量原长，后竖直悬挂 ❖ B．先竖直悬挂，后测量原长 ❖ C．先后顺序对实验结果无影响 ❖ D．先后顺序对实验结果的影响程度取决于弹簧的自重 ❖ 解析：测量时由于所用弹簧不可避免受自身重力的影
响，所以必须是先挂弹簧后测原长．故B、D正确．
❖答案：BD
❖ 5．描线的原则是，尽量使各点落在描出的线上，少 数点分布于线两侧，描出的线不应是折线，而应是 平滑的曲线．
❖ 6．记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系 及单位．
❖ 7．坐标轴的标度要适中．
❖ 4．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．
❖ 5．描线的原则是，尽量使各点落在描出的线上，少 数点分布于线两侧，描出的线不应是折线，而应是 平滑的曲线．
实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系
实验基础回顾
❖ 【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． ❖ 【实验原理】 ❖ 1．如图所示，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．
❖ 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．
❖ 【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．
❖ 【实验步骤】 ❖ 1．仪器的安装 ❖ 如图所示，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．操作与Байду номын сангаас录
❖ [尝试解答] (1)AB (2)C ❖ (1)实验中应以所研究的一根弹簧为实验对象，在弹
性限度内通过增减钩码的数目来改变对弹簧的拉力 ，以探索弹力与弹簧伸长量的关系，并且拉力和重 力平衡，所以选A、B. ❖ (2)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.
❖ [变式训练] ❖ (多选)在该实验中关于操作步骤“测量弹簧原长和竖直
❖ 6．记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系 及单位．
❖ 7．坐标轴的标度要适中．
核心考点突破
❖ 考点1 对实验注意事项的考查 ❖ 典例透析 ❖ (1)(多选)在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验
中，以下说法正确的是( ) ❖ A. 弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度 ❖ B. 用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧
❖ (1)记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度L0. ❖ (2)在弹簧下端挂上一个钩码，待钩码静止后，记下
弹簧下端所对应的刻度L1. ❖ (3)用上面方法，记下弹簧下端挂2个、3个、4个…钩
码时，弹簧下端所对应的刻度L2、L3、L4、…，并将 所得数据记录在表格中.
钩码个数 长度 伸长量x 钩码质量m 弹力F
代表符号 L0 Lx L1 L2 L3 L4 L5 L6 数值(cm) 25.35 27.35 29.35 31.30 33.4 35.35 37.40 39.30
❖ (2)根据所测数据在坐标纸上描点，最好以弹簧弹力为 纵坐标，以弹簧的伸长量为横坐标．
❖ (3)按照图中各点的分布与走向，尝试作出一条平滑的 曲线(包括直线)．所画的点不一定正好都在这条曲线 上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同．
❖ (4)以弹簧的伸长量为自变量，写出曲线所代表的函 数，首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数 ……
❖ 考点2 实验数据的处理 ❖ 典例透析 ❖ [2012·广东高考]某同学探究弹力与弹簧伸长量的关
系．
❖ (1)将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一 侧．弹簧轴线和刻度尺都应在_______方向(填“水平 ”或“竖直”)．
❖ (2)弹簧自然悬挂，待弹簧________时，长度记为L0 ；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘 中每次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数 据如下表：
位于竖直位置且处于平衡状态
❖ C. 用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量 ❖ D. 用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量
，得出拉力与伸长量之比相等
❖ (2)某同学做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”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L 0，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中的( )
0
L0＝
1
L1＝ x1＝L1－L0 m1＝
F1＝
2
L2＝ x2＝L2－L0 m2＝
F2＝
3
L3＝ x3＝L3－L0 m3＝
F3＝
⋮
⋮
⋮
⋮
⋮
❖ 3．数据处理及分析
❖ (1)用xn＝Ln－L0计算出弹簧挂1个、2个、3个…钩码 时弹簧的伸长量，并根据当地重力加速度值，计算出 所挂钩码的总重力，这个总重力就等于弹簧弹力的大 小，将所得数据填入表格．
❖ 【注意事项】 ❖ 1．每次增减钩码测量有关长度时，均需保证弹簧及
钩码不上下振动而处于静止状态，否则，弹簧弹力 将可能与钩码重力不相等．
❖ 2．弹簧下端增加钩码时，注意不要超过弹簧的限度 ．
❖ 3．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 ．
❖ 4．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．
❖ 【误差分析】 ❖ 1．本实验的误差来源之一是由弹簧拉力大小的不稳
定造成的，因此，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 ，应尽量精确地测量弹簧的长度． ❖ 3．在F－x图象上描点、作图不准确．
悬挂弹簧”的先后顺序，下列说法正确的是( ) ❖ A．先测量原长，后竖直悬挂 ❖ B．先竖直悬挂，后测量原长 ❖ C．先后顺序对实验结果无影响 ❖ D．先后顺序对实验结果的影响程度取决于弹簧的自重 ❖ 解析：测量时由于所用弹簧不可避免受自身重力的影
响，所以必须是先挂弹簧后测原长．故B、D正确．
❖答案：BD
❖ 5．描线的原则是，尽量使各点落在描出的线上，少 数点分布于线两侧，描出的线不应是折线，而应是 平滑的曲线．
❖ 6．记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系 及单位．
❖ 7．坐标轴的标度要适中．
❖ 4．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．
❖ 5．描线的原则是，尽量使各点落在描出的线上，少 数点分布于线两侧，描出的线不应是折线，而应是 平滑的曲线．
实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系
实验基础回顾
❖ 【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． ❖ 【实验原理】 ❖ 1．如图所示，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．
❖ 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．
❖ 【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．
❖ 【实验步骤】 ❖ 1．仪器的安装 ❖ 如图所示，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．操作与Байду номын сангаас录
❖ [尝试解答] (1)AB (2)C ❖ (1)实验中应以所研究的一根弹簧为实验对象，在弹
性限度内通过增减钩码的数目来改变对弹簧的拉力 ，以探索弹力与弹簧伸长量的关系，并且拉力和重 力平衡，所以选A、B. ❖ (2)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.
❖ [变式训练] ❖ (多选)在该实验中关于操作步骤“测量弹簧原长和竖直
❖ 6．记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系 及单位．
❖ 7．坐标轴的标度要适中．
核心考点突破
❖ 考点1 对实验注意事项的考查 ❖ 典例透析 ❖ (1)(多选)在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验
中，以下说法正确的是( ) ❖ A. 弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度 ❖ B. 用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧
❖ (1)记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度L0. ❖ (2)在弹簧下端挂上一个钩码，待钩码静止后，记下
弹簧下端所对应的刻度L1. ❖ (3)用上面方法，记下弹簧下端挂2个、3个、4个…钩
码时，弹簧下端所对应的刻度L2、L3、L4、…，并将 所得数据记录在表格中.
钩码个数 长度 伸长量x 钩码质量m 弹力F
代表符号 L0 Lx L1 L2 L3 L4 L5 L6 数值(cm) 25.35 27.35 29.35 31.30 33.4 35.35 37.40 39.30
❖ (2)根据所测数据在坐标纸上描点，最好以弹簧弹力为 纵坐标，以弹簧的伸长量为横坐标．
❖ (3)按照图中各点的分布与走向，尝试作出一条平滑的 曲线(包括直线)．所画的点不一定正好都在这条曲线 上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同．
❖ (4)以弹簧的伸长量为自变量，写出曲线所代表的函 数，首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数 ……
❖ 考点2 实验数据的处理 ❖ 典例透析 ❖ [2012·广东高考]某同学探究弹力与弹簧伸长量的关
系．
❖ (1)将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一 侧．弹簧轴线和刻度尺都应在_______方向(填“水平 ”或“竖直”)．
❖ (2)弹簧自然悬挂，待弹簧________时，长度记为L0 ；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘 中每次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数 据如下表：
位于竖直位置且处于平衡状态
❖ C. 用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量 ❖ D. 用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量
，得出拉力与伸长量之比相等
❖ (2)某同学做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”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L 0，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中的( )
0
L0＝
1
L1＝ x1＝L1－L0 m1＝
F1＝
2
L2＝ x2＝L2－L0 m2＝
F2＝
3
L3＝ x3＝L3－L0 m3＝
F3＝
⋮
⋮
⋮
⋮
⋮
❖ 3．数据处理及分析
❖ (1)用xn＝Ln－L0计算出弹簧挂1个、2个、3个…钩码 时弹簧的伸长量，并根据当地重力加速度值，计算出 所挂钩码的总重力，这个总重力就等于弹簧弹力的大 小，将所得数据填入表格．
❖ 【注意事项】 ❖ 1．每次增减钩码测量有关长度时，均需保证弹簧及
钩码不上下振动而处于静止状态，否则，弹簧弹力 将可能与钩码重力不相等．
❖ 2．弹簧下端增加钩码时，注意不要超过弹簧的限度 ．
❖ 3．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 ．
❖ 4．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．