物理實(shí)驗(yàn)探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系復(fù)習(xí)教案
1． （2010年高考福建卷第19題）.（2）（6分）某實(shí)驗(yàn)小組研究橡皮筋伸長與所受拉力的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將原長約200mm的橡皮筋上端固定，在豎直懸掛的橡皮筋下端逐一增掛鉤碼（質(zhì)量均為20g），每增掛一只鉤碼均記下對應(yīng)的橡皮筋伸長量；當(dāng)掛上10只鉤碼后，再逐一把鉤碼取下，每取下一只鉤碼，也記下對應(yīng)的橡皮筋伸長量。根據(jù)測量數(shù)據(jù)，作出增掛鉤碼和減掛鉤碼時(shí)的橡皮筋伸長量 l與拉力F關(guān)系的圖像如圖所示。從圖像中可以得出_______。（填選項(xiàng)前的字母）
A.增掛鉤碼時(shí) l與F成正比，而減掛鉤碼時(shí) l與F不成正比
B.當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí)，增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長量比減掛鉤碼時(shí)的大
C.當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí)，增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長量與減掛鉤碼時(shí)的相等
D.增掛鉤碼時(shí)所掛鉤碼數(shù)過多，導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度
答案：D
【解析】(2)本題屬于中等題，解題的關(guān)鍵在于弄清問什么兩條圖像會錯(cuò)開。實(shí)驗(yàn)中由于增掛鉤碼時(shí)所掛鉤碼數(shù)過多，導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度，彈簧無法及時(shí)恢復(fù)原長，兩條圖像才會出現(xiàn)差異。
2． （2010年高考浙江卷第21.Ⅰ題）（10分）在“探究彈簧彈力大小與伸長量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，甲、乙兩位同學(xué)選用不同的橡皮繩代替彈簧，為測量橡皮繩的勁度系數(shù)，他們在橡皮繩下端面依次逐個(gè)掛下鉤友（每個(gè)鉤友的質(zhì)量均為m=0.jkg，取g=10m/s2），并記錄繩下端的坐標(biāo)X加（下標(biāo)i表示掛在繩下端鉤友個(gè)數(shù)）。然后逐個(gè)拿下鉤友，同樣記錄繩下端面的坐標(biāo)X減，繩下端面坐標(biāo)的值Xi＝（X加+X減）/2的數(shù)據(jù)如下表：
掛在橡皮繩下端的鉤碼個(gè)數(shù)橡皮繩下端的坐標(biāo)（X/mm）
甲乙
1216.5216.5
2246.7232.
3284.0246.5
4335.0264.2
5394.5281.3
6462.0301.0
�。�1）同一橡皮繩的'X加 X減（大于或小于）；
�。�2） 同學(xué)的數(shù)據(jù)更符合實(shí)驗(yàn)要求（甲或乙）；
�。�3）選擇一級數(shù)據(jù)用作圖法得出該橡皮繩的勁度系數(shù)k（N/m）；
�。�4）為了更好的測量勁度系數(shù)，在選用鉤碼時(shí)需考慮的因素有哪些？
答案：（1）小于 （2）乙
�。�3）由所給數(shù)據(jù)的該變量如下表所示
掛在橡皮繩下端的
勾碼個(gè)數(shù)改變量（Xn-X1）/mm
甲乙
1
230.215.5
367.530.0
4118.547.7
5178.064.8
6245.584.5
由上表作圖得
由圖可得 k乙=57-70（N/m）
或
對于甲同學(xué)的數(shù)據(jù)，因?yàn)橹挥星皫讉�(gè)數(shù)據(jù)可認(rèn)為在彈性范圍內(nèi)，由圖中切線的斜率得，
k甲=25-34（N/m）
�。�4）盡可能使伸長量在彈性范圍內(nèi)，同時(shí)有足夠大的伸長量，以減小長度測量的誤差。
3. 2008年北京第22.⑵題： 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系
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(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記作L0，彈簧下端掛一個(gè)50 g的砝碼時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記作L1；彈簧下端掛兩個(gè)50 g的砝碼時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記作L2；……；掛七個(gè)50 g的砝碼時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記作L7．
�、傧卤碛涗浀氖窃撏瑢W(xué)已測出的6個(gè)值，其中有兩個(gè)數(shù)值在記錄時(shí)有誤，它們的代表符號分別是 和 ．
測量記錄表：
代表符號L0L1L2L3L4L5L6L7
刻度數(shù)值/cm1.703.405.108.6010.312.1
�、趯�(shí)驗(yàn)中，L3和L2兩個(gè)值還沒有測定，請你根據(jù)上圖將這兩個(gè)測量值填入記錄表中．
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(gè)差值：d1＝L4－L0＝6.90 cm，d2＝L5－L1＝6.90 cm，d3＝L6－L2＝7.00 cm．
請你給出第四個(gè)差值：d4＝ ＝ cm．
�、芨鶕�(jù)以上差值，可以求出每增加50 g砝碼的彈簧平均伸長量ΔL．ΔL用d1、d2、d3、d4表示的式子為：ΔL＝ ，代入數(shù)據(jù)解得ΔL＝ cm．
�、萦�(jì)算彈簧的勁度系數(shù)k＝ N/m．（g取9.8 m/s2）
3． 【答案】
�、脾貺5； L6 因?yàn)樗鼈冏x數(shù)的位數(shù)少。
�、�6.85（6.84～6.86）； 14.05（14.04～14.06）
③L7－L3；7.20（7.18～7.22）
�、� ；1.75
�、�28
4． 測量一輕彈簧的勁度系數(shù)
2009高考 四川22.(1)在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力的大小與彈簧伸長(或縮短)的長度的比值，叫做彈簧的勁度系數(shù)。為了測量一輕彈簧的勁度系數(shù)，某同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：如圖所示，將兩平行金屬導(dǎo)軌水平固定在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，金屬桿ab與導(dǎo)軌接觸良好，水平放置的輕彈簧一端固定于O點(diǎn)，另一端與金屬桿連接并保持絕緣。在金屬桿滑動(dòng)的過程中，彈簧與金屬桿、金屬桿與導(dǎo)軌均保持垂直，彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi)，通過減小金屬桿與導(dǎo)軌之間的摩擦和在彈的形變較大時(shí)讀數(shù)等方法，使摩擦對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響可忽略不計(jì)。
請你按要求幫助該同學(xué)解決實(shí)驗(yàn)所涉及的兩個(gè)問題。
�、賻椭撏瑢W(xué)完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。請你用低壓直流電源（ ）、滑動(dòng)變阻器( )、電流表（ ）、開關(guān)（ ）設(shè)計(jì)一電路圖，畫在圖中虛線框內(nèi)，并正確連在導(dǎo)軌的C、D兩端。
�、谌粢阎獙�(dǎo)軌間的距離為d,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,正確連接電路后，閉合開關(guān)，使金屬桿隨擋板緩慢移動(dòng)，當(dāng)移開擋板且金屬桿靜止時(shí)，測出通過金屬桿的電流為I1,記下金屬桿的位置，斷開開關(guān)，測出彈簧對應(yīng)的長度為x1;改變滑動(dòng)變阻器的阻值，再次讓金屬桿靜止時(shí)，測出通過金屬桿的電流為I2,彈簧對應(yīng)的長度為x2,則彈簧的勁度系數(shù)k=__________.
【答案與解析】
�。�1）①設(shè)計(jì)的電路如圖。（只要電路能正常工作且電流表測量的是通過ab的電流，電路設(shè)計(jì)就算正確。）（3分）
② （3分）
5． 2005江蘇省物理卷第11題(10分)某同學(xué)用如圖所示裝置做探究彈力和彈簧伸長關(guān)系的實(shí)驗(yàn)．他先測出不掛砝碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，然后在彈簧下端掛上砝碼，并逐個(gè)增加砝碼，測出指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，所得數(shù)據(jù)列表如下：(重力加速度g=9．8m／s2)
砝碼質(zhì)量
m/10 g
01．002．003．004．005．006．007．00
標(biāo)尺刻度
x/10 m
15．0018．9422．8226．7830．6634．6042．0054．50
(1)根據(jù)所測數(shù)據(jù)，在答題卡的坐標(biāo)紙上作出彈簧指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度底與砝碼質(zhì)量 的關(guān)系曲線．
(2)根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)和關(guān)系曲線可以判斷，在 范圍內(nèi)彈力大小與彈簧伸長關(guān)系滿足胡克定律．這種規(guī)格彈簧的勁度系數(shù)為 N／m．
05江蘇省11.【答案】1．（1）
�。�2） 25．0
6． ①某同學(xué)探究恒力做功和物體動(dòng)能變化間的關(guān)系，方案如圖所示.他想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，為減小這種做法帶來的誤差，實(shí)驗(yàn)中要采取的兩項(xiàng)措施是：
a
b
②如圖所示是某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E、F是計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T。距離如圖。則打B點(diǎn)時(shí)的速度為 ；要驗(yàn)證合外力的功與動(dòng)能變化間的關(guān)系，測得位移和速度后，還要測出的物理量有
答案：① a 平衡摩擦力 2分
b 鉤碼的重力遠(yuǎn)小于小車的總重力 2分
�。ɑ蛘撸恒^碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量；答m鉤《M車 同樣給分）
② 2分
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