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高考物理专题07 实验:探究弹力和弹簧伸长的关系(含解析)试题VIP免费

高考物理专题07 实验:探究弹力和弹簧伸长的关系(含解析)试题_第1页
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专题07实验:探究弹力和弹簧伸长的关系一、基本实验要求1.实验原理弹簧受到拉力会伸长,平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等;弹簧的伸长量越大,弹力也就越大。2.实验器材铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸。3.实验步骤(1)安装实验仪器(见实验原理图)(2)测量弹簧的伸长量(或总长)及所受的拉力(或所挂钩码的质量),列表作记录,要尽可能多测几组数据。(3)根据所测数据在坐标纸上描点,以力为纵坐标,以弹簧的伸长量为横坐标。(4)按照在图中所绘点的分布与走向,尝试作出一条平滑的曲线(包括直线),所画的点不一定正好在这条曲线上,但要注意使曲线两侧的点数大致相同。(5)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,如果不行再考虑二次函数。二、规律方法总结1.实验数据处理方法(1)列表法将测得的F、x填入设计好的表格之中,可以发现弹力F与弹簧伸长量x的比值在误差范围内是相等的。(2)图象法以弹簧伸长量x为横坐标,弹力F为纵坐标,描出F、x各组数据相应的点,作出的拟合曲线,是一条过坐标原点的直线。(3)函数法弹力F与弹簧伸长量x满足F=kx的关系。2.注意事项(1)不要超过弹性限度:实验中弹簧下端挂的钩码不要太多,以免弹簧被过分拉伸,超过弹簧的弹性限度。(2)尽量多测几组数据:要使用轻质弹簧,且要尽量多测几组数据。(3)观察所描点的走向:本实验是探究性实验,实验前并不知道其规律,所以描点以后所作的曲线是试探性的,只是在分析了点的分布和走向以后才决定用直线来连接这些点。(4)统一单位:记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位。3.误差分析(1)钩码标值不准确,弹簧长度测量不准确带来误差。(2)画图时描点及连线不准确也会带来误差。4.用图象法处理实验数据图象法是一种重要的实验数据处理方法。图象具有既能描述物理规律,又能直观地反映物理过程、表示物理量之间定性定量关系及变化趋势的优点。当前高考试题对数据处理、结果分析考查的频率较高。5.作图的规则:(1)要在坐标轴上标明轴名、单位,恰当地选取纵轴、横轴的标度,并根据数据特点正确确定坐标起点,使所作出的图象几乎占满整个坐标图纸。若弹簧原长较长,则横坐标起点可以不从零开始选择。(2)作图线时,尽可能使直线通过较多所描的点,不在直线上的点也要尽可能对称分布在直线的两侧(若有个别点偏离太远,则是因偶然误差太大所致,应舍去)。(3)要注意坐标轴代表的物理量的意义,注意分析图象的斜率、截距的意义。要理解斜率和截距的意义可以解决什么问题。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10g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6。数据如下表。代表符号L0LxL1L2L3L4L5L6数值(cm)25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30表中有一个数值记录不规范,代表符号为________。由表可知所用刻度尺的最小分度为________。(3)图是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与________的差值(填“L0”或“Lx”)。(4)由图可知弹簧的劲度系数为________N/m;通过图和表可知砝码盘的质量为________g。(结果保留两位有效数字,重力加速度取9.8m/s2)【参考答案】(1)竖直(2)静止L31mm(3)Lx(4)4.910【详细解析】(1)为保证弹簧的形变只由砝码和砝码盘的重力引起,所以弹簧轴线和刻度尺均应在竖直方向。(2)弹簧静止时,记录原长L0;表中的数据L3与其他数据有效位数不同,所以数据L3不规范,标准数据应读至cm位的后两位,最后一位应为估读值,精确至mm位,所以刻度尺的最小分度为1mm。(3)由题图知所挂砝码质量为0时,x为0,所以x=L–Lx。(4)由图知mg=k(L–Lx),即mg=kx,所以图线斜率即为弹簧的劲度系数k=ΔΔmgx=4.9N/m,同理砝码盘的质量0()xkLLmg=0.01kg=10g。1.下列关于“探究弹簧弹力与弹簧伸长量关系”实验的说法正确的是A.实验中弹力F的具体数值...

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