高中物理 《第三章 相互作用 第二節(jié) 彈力3課件 新人教版必修1.ppt

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,,實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)步驟 注意事項(xiàng) 探索與研究 gk014. 2008年高考廣東理科基礎(chǔ)9 023. 中山市華僑中學(xué)第三次?？季?2 045. 南京市金陵中學(xué)07—08學(xué)年一輪復(fù)習(xí)檢測（一）12 055. 08年佛山市教學(xué)質(zhì)量檢測（二）16 gk003. 2008年高考理綜北京卷21（2）,,彈簧受到拉力會伸長，平衡時彈簧產(chǎn)生的彈力和外力大小相等。這樣彈力的大小可以通過測定外力而得出（可以用懸掛砝碼的方法給彈簧施加拉力）；彈簧的伸長可用直尺測出。多測幾組數(shù)據(jù)，用列表或作圖的方法探索出彈力與彈簧伸長的定量關(guān)系。,實(shí)驗(yàn)原理：,實(shí)驗(yàn)器材：,實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾剿鲝椓εc彈簧伸長的定量關(guān)系，并學(xué)習(xí)所用的科學(xué)方法。,彈簧（不同的多根）、直尺、砝碼。,,2、如圖所示，將彈簧一端固定，另一端掛上砝碼（鉤碼），待彈簧平衡后，記錄下彈簧的長度及砝碼的重量。然后改變砝碼的質(zhì)量，再讀出幾組數(shù)據(jù).,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,實(shí)驗(yàn)步驟：,3、將數(shù)據(jù)記錄在表格中:（彈簧原長l0= cm）,1、用直尺測出彈簧的原長l0。,用F表示彈簧的彈力，用l0表示彈簧原長(自然長度),用l表示彈簧現(xiàn)長，用x表示彈簧的伸長，則x=l-l0。,,,5．探索結(jié)論：按照F—x圖象中各點(diǎn)的分布與走向,嘗試做出一條平滑的曲線（包括直線）。所畫的點(diǎn)不一定正好在這條曲線上，但要注意使曲線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相同。嘗試寫出曲線所代表的函數(shù)，首先嘗試F—x是否為一次函數(shù)，如果不行則考慮二次函數(shù)或其它函數(shù)。,6．解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義。,4．根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出F—x圖象：（以F為縱軸，以x為橫軸）,,,4．描線的原則是，盡量使各點(diǎn)落在描畫出的線上，少數(shù)點(diǎn)分布于線兩側(cè)，描出的線不應(yīng)是折線，而應(yīng)是平滑的曲線。,注意事項(xiàng),1．每次增減砝碼測有關(guān)長度時，均需保證彈簧及砝碼不上下振動而處于靜止?fàn)顟B(tài)，否則，彈簧彈力將可能與砝碼重力不相等。,2．測量有關(guān)長度時，應(yīng)區(qū)別彈簧原長l0，實(shí)際總長l及伸長量x三者之間的不同，明確三者之間的關(guān)系。,3．建立平面直角坐標(biāo)系時，兩軸上單位長度所代表的量值要適當(dāng)，不可過大，也不可過小。,,①將彈簧上端固定在支架上，下端掛上砝碼（質(zhì)量已知為m）測出彈簧伸長x。,,探索與研究,用一個支架、一根彈簧、一把直尺和一個已知質(zhì)量的砝碼，來測定某個不太重的物體有多重，該怎么做？,解析：,②將砝碼取下?lián)Q上待測物體，測出彈簧種長x′。,③待測物體的重為,,gk014.2008年高考廣東理科基礎(chǔ)9,9、探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系時，在彈性限度內(nèi)，懸掛15 N重物時，彈簧長度為0.16 m；懸掛20 N重物時，彈簧長度為0.18 m，則彈簧的原長L原和勁度系數(shù)k分別為 （ ） A．L原＝0.02 m k＝500 N/m B．L原＝0.10 m k＝500 N/m C．L原＝0.02 m k＝250 N/m D．L原＝0.10 m k＝250 N/m,解：,D,,12．（8分）下表是某同學(xué)為探索彈力和彈簧伸長的關(guān)系所測的幾組數(shù)據(jù)：,（1）請你在圖中的坐標(biāo)線上作出F－x圖線 （2）寫出曲線所代表的函數(shù)式.（x用cm作單位） （3）解釋函數(shù)表達(dá)式中 常數(shù)的物理意義.,（3）彈簧每伸長1cm 其彈力增加0.2N,解：,（1）見右圖示,（2）F=0.2x,023.中山市華僑中學(xué)第三次?？季?2,,045.南京市金陵中學(xué)07—08學(xué)年一輪復(fù)習(xí)檢測（一）12,12．（8分）一位同學(xué)要研究輕質(zhì)彈簧的彈性勢能與彈簧長度改變量的關(guān)系，他的實(shí)驗(yàn)如下：在離地面為h的光滑水平桌面上，沿著與桌子邊緣垂直的方向放置一輕質(zhì)彈簧，其左端固定，右端與質(zhì)量為m的一小鋼球接觸，當(dāng)彈簧處于自然長度時，小鋼球恰好在桌子邊緣，如圖所示。讓小鋼球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放，使鋼 球沿水平方向射出桌面， 小球在空氣中飛行后落 到水平地面上，水平距 離為s。,,,,（1）請你推導(dǎo)出彈簧彈性勢能Ep與小鋼球質(zhì)量m、桌面離地面高度h、水平距離s等物理量的關(guān)系式： 。 （2）彈簧的壓縮量x與對應(yīng)的鋼球在空中飛行的水平距離s的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表的所示：根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請你猜測彈簧的彈性勢能Ep與彈簧的壓縮量x之間的關(guān)系式為 ，并說明理由： 。,解：,mgs2/4h,EP與x2成正比（EP∝x2）,理由如下：,由表中數(shù)據(jù)可知，在誤差范圍內(nèi)，x∝S。 而從（1）中關(guān)系式有EP∝S2， 因而可猜測EP∝x2,,,055.08年佛山市教學(xué)質(zhì)量檢測（二）16,16．（12分）九江大橋撞船事故后，佛山交通部門加強(qiáng)了對佛山市內(nèi)各種大橋的檢測與維修，其中對西樵大橋?qū)嵤┝藶槠诮荒甑姆忾]施工，置換了大橋上所有的斜拉懸索。某校研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們很想知道每根長50m、橫截的圓面積為400cm2的新懸索能承受的最大拉力。由于懸索很長，抗斷拉力又很大，直接測量很困難，同學(xué)們則取來了同種材料制成的樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。 由胡克定律可知，在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力F與形變量x成正比，其比例系數(shù)與彈簧的長度、橫截面積及材料有關(guān)。因而同學(xué)們猜想，懸索可能也遵循類似的規(guī)律。,,,（1）同學(xué)們準(zhǔn)備象《探究彈簧彈力與彈簧伸長量之間關(guān)系》的實(shí)驗(yàn)一樣將樣品豎直懸掛，再在其下端掛上不同重量的重物，來完成本實(shí)驗(yàn)。但有同學(xué)說懸索的重力是不可忽略的，為了避免懸索所受重力對實(shí)驗(yàn)的影響，你認(rèn)為可行的措施應(yīng)該是： ， 。 （2）同學(xué)們通過游標(biāo)卡尺測樣品的直徑來測定其截面積，某次測量的結(jié)果如圖所示，則該樣品的直徑為 。,將懸索樣品水平放置在光滑水平面上， 用滑輪將豎直向下的重力變?yōu)樗降睦Α?0.830cm,,,,（3）經(jīng)過同學(xué)們充分的討論，不斷完善實(shí)驗(yàn)方案，最后實(shí)驗(yàn)取得數(shù)據(jù)如下：,①分析樣品C的數(shù)據(jù)可知,其所受拉力F（單位N）與伸長量X(單位m)遵循的函數(shù)關(guān)系式是 。 ②對比各樣品的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,懸索受到的拉力與懸索的伸長量成正比,其比例系數(shù)與懸索長度 成正比、與懸索的橫截面積 成正比。,F＝2×106X（N）,的大小,平方的倒數(shù),,題目,,gk003.2008年高考理綜北京卷21（2）,21、（2）（14分）某同學(xué)和你一起探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 ,并測彈簧的勁度系數(shù)k。做法是先將待測彈簧的一端固定在鐵架臺上，然后將最小刻度是毫米的刻度尺豎直放在彈簧一側(cè)，并使彈簧另一端的指針恰好落在刻度尺上。當(dāng)彈簧自然下垂時，指針指示的刻度數(shù)值記作L0 , 彈簧下端掛一個50g的砝碼時 , 指針,指示的刻度數(shù)值記作L1;彈簧下端掛兩個50g的砝碼時,指針指示的刻度數(shù)值記作L2 , …… ；掛七個50g的砝碼時，指針指示的刻度數(shù)值 記作L7。,,,①下表記錄的是該同學(xué)已測出的6個值,其中有兩個數(shù)值在記錄時有誤,它們的代表符號分別是 和 . 測量記錄表：,②實(shí)驗(yàn)中，L3和L7兩個值還沒有測定，請你根據(jù)上圖將這兩個測量值填入記錄表中。,L5,L6,6.85,14.05,解析：本實(shí)驗(yàn)用指針?biāo)鶎潭瘸呤緮?shù)標(biāo)志指針位置。刻度尺讀數(shù)應(yīng)估讀到最小刻度值的下一位，因所用刻度尺最小刻度是毫米，故應(yīng)估讀到毫米刻度下一位，結(jié)果應(yīng)為“×.×” mm（毫米的下一位是估讀的）, 若以厘米作單位,小數(shù)點(diǎn)后面應(yīng)有兩位即: “×.××”cm,故選出L5和L6。,,,,③為充分利用測量數(shù)據(jù)，該同學(xué)將所測得的數(shù)值按如下方法逐一求差，分別計(jì)算出了三個差值：,所給刻度尺的讀數(shù)差值表示四個鉤碼對彈簧的拉力所引起的形變 。追尋前面三個差值的計(jì)算規(guī)律，即可得出 L7－L3=7.20cm,請你給出第四個差值：d4= ＝ cm。,L7 –L3,7.20,解析：,題目,,,,④根據(jù)以上差值，可以求出每增加50g砝碼的彈簧平均伸長量。用d1、d2、d3、d4表示的式子為： ΔL ＝ ， 代入數(shù)據(jù)解得 ΔL ＝ cm。,1.75cm,⑤計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)k＝ N/m。 （g取9.8m/s2）,⑤解析：,28,解見下頁,由胡克定律：,可求得,,,,題目,第2頁,④解析： 所給的刻度尺讀數(shù)差值表示四個鉤碼對彈簧的拉力所引起的形變，設(shè)每個鉤碼質(zhì)量為m0，對彈簧的拉力所引起的形變?yōu)?L，由胡克定律有：,故：,①+②+③+④得：,所以有,④,③,②,①,,題目,第2頁,第3頁,,,此題基于課本實(shí)驗(yàn)：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系，難點(diǎn)在于把利用打點(diǎn)計(jì)時器測定勻變速直線運(yùn)動加速度中的“逐差法”思想，遷移到測ΔL，目的在于充分利用測量數(shù)據(jù)，減少偶然誤差。高考實(shí)驗(yàn)題力求體現(xiàn)“源于大綱，不拘泥于大綱，著重能力考查”的命題指導(dǎo)思想，第二個小題一般難度較高，要求在學(xué)過的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上能重組、遷移，包括實(shí)驗(yàn)方法、數(shù)據(jù)處理方法的重組、遷移。盲目的追求變化往往很難抓住這個變化，所以學(xué)生應(yīng)重點(diǎn)把考綱規(guī)定的學(xué)生實(shí)驗(yàn)內(nèi)容落實(shí)好，包括每一個實(shí)驗(yàn)的器材，實(shí)驗(yàn)步驟，注意事項(xiàng)，誤差分析，條件控制。把每個實(shí)驗(yàn)的原理和方法理解到位，就可以靈活運(yùn)用，就可以應(yīng)對高考中以課本實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)變化的實(shí)驗(yàn)。,試題評析：,,,第4頁,題目,第2頁,第3頁,