物理實驗探究彈力和彈簧伸長的關系復習教案
1. (2010年高考福建卷第19題).(2)(6分)某實驗小組研究橡皮筋伸長與所受拉力的關系。實驗時,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(質量均為20g),每增掛一只鉤碼均記下對應的橡皮筋伸長量;當掛上10只鉤碼后,再逐一把鉤碼取下,每取下一只鉤碼,也記下對應的橡皮筋伸長量。根據測量數(shù)據,作出增掛鉤碼和減掛鉤碼時的橡皮筋伸長量 l與拉力F關系的圖像如圖所示。從圖像中可以得出_______。(填選項前的字母)
A.增掛鉤碼時 l與F成正比,而減掛鉤碼時 l與F不成正比
B.當所掛鉤碼數(shù)相同時,增掛鉤碼時橡皮筋的伸長量比減掛鉤碼時的大
C.當所掛鉤碼數(shù)相同時,增掛鉤碼時橡皮筋的伸長量與減掛鉤碼時的相等
D.增掛鉤碼時所掛鉤碼數(shù)過多,導致橡皮筋超出彈性限度
答案:D
【解析】(2)本題屬于中等題,解題的關鍵在于弄清問什么兩條圖像會錯開。實驗中由于增掛鉤碼時所掛鉤碼數(shù)過多,導致橡皮筋超出彈性限度,彈簧無法及時恢復原長,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系”實驗中,甲、乙兩位同學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掛下鉤友(每個鉤友的質量均為m=0.jkg,取g=10m/s2),并記錄繩下端的坐標X加(下標i表示掛在繩下端鉤友個數(shù))。然后逐個拿下鉤友,同樣記錄繩下端面的坐標X減,繩下端面坐標的值Xi=(X加+X減)/2的數(shù)據如下表:
掛在橡皮繩下端的鉤碼個數(shù)橡皮繩下端的坐標(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) 同學的數(shù)據更符合實驗要求(甲或乙);
(3)選擇一級數(shù)據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),在選用鉤碼時需考慮的因素有哪些?
答案:(1)小于 (2)乙
。3)由所給數(shù)據的該變量如下表所示
掛在橡皮繩下端的
勾碼個數(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
對于甲同學的數(shù)據,因為只有前幾個數(shù)據可認為在彈性范圍內,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,同時有足夠大的伸長量,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系
某同學和你一起探究彈力和彈簧伸長的關系,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,并使彈簧另一端的指針恰好落在刻度尺上.當彈簧自然下垂時,指針指示的刻度數(shù)值記作L0,彈簧下端掛一個50 g的砝碼時,指針指示的刻度數(shù)值記作L1;彈簧下端掛兩個50 g的砝碼時,指針指示的刻度數(shù)值記作L2;……;掛七個50 g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:
代表符號L0L1L2L3L4L5L6L7
刻度數(shù)值/cm1.703.405.108.6010.312.1
、趯嶒炛校琇3和L2兩個值還沒有測定,請你根據上圖將這兩個測量值填入記錄表中.
③為充分利用測量數(shù)據,該同學將所測得的數(shù)值按如下方法逐一求差,分別計算出了三個差值:d1=L4-L0=6.90 cm,d2=L5-L1=6.90 cm,d3=L6-L2=7.00 cm.
請你給出第四個差值:d4= = cm.
④根據以上差值,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)據解得ΔL= cm.
、萦嬎銖椈傻膭哦认禂(shù)k= N/m.(g取9.8 m/s2)
3. 【答案】
⑵①L5; L6 因為它們讀數(shù)的位數(shù)少。
、6.85(6.84~6.86); 14.05(14.04~14.06)
、跮7-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,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),某同學進行了如下實驗設計:如圖所示,將兩平行金屬導軌水平固定在豎直向下的勻強磁場中,金屬桿ab與導軌接觸良好,水平放置的輕彈簧一端固定于O點,另一端與金屬桿連接并保持絕緣。在金屬桿滑動的過程中,彈簧與金屬桿、金屬桿與導軌均保持垂直,彈簧的形變始終在彈性限度內,通過減小金屬桿與導軌之間的摩擦和在彈的形變較大時讀數(shù)等方法,使摩擦對實驗結果的影響可忽略不計。
請你按要求幫助該同學解決實驗所涉及的兩個問題。
①幫助該同學完成實驗設計。請你用低壓直流電源( )、滑動變阻器( )、電流表( )、開關( )設計一電路圖,畫在圖中虛線框內,并正確連在導軌的C、D兩端。
②若已知導軌間的距離為d,勻強磁場的磁感應強度為B,正確連接電路后,閉合開關,使金屬桿隨擋板緩慢移動,當移開擋板且金屬桿靜止時,測出通過金屬桿的電流為I1,記下金屬桿的位置,斷開開關,測出彈簧對應的長度為x1;改變滑動變阻器的阻值,再次讓金屬桿靜止時,測出通過金屬桿的電流為I2,彈簧對應的長度為x2,則彈簧的勁度系數(shù)k=__________.
【答案與解析】
。1)①設計的電路如圖。(只要電路能正常工作且電流表測量的是通過ab的電流,電路設計就算正確。)(3分)
② (3分)
5. 2005江蘇省物理卷第11題(10分)某同學用如圖所示裝置做探究彈力和彈簧伸長關系的實驗.他先測出不掛砝碼時彈簧下端指針所指的標尺刻度,然后在彈簧下端掛上砝碼,并逐個增加砝碼,測出指針所指的標尺刻度,所得數(shù)據列表如下:(重力加速度g=9.8m/s2)
砝碼質量
m/10 g
01.002.003.004.005.006.007.00
標尺刻度
x/10 m
15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.0054.50
(1)根據所測數(shù)據,在答題卡的坐標紙上作出彈簧指針所指的標尺刻度底與砝碼質量 的關系曲線.
(2)根據所測得的數(shù)據和關系曲線可以判斷,在 范圍內彈力大小與彈簧伸長關系滿足胡克定律.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某同學探究恒力做功和物體動能變化間的關系,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,實驗中要采取的兩項措施是:
a
b
、谌鐖D所示是某次實驗中得到的一條紙帶,其中A、B、C、D、E、F是計數(shù)點,相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T。距離如圖。則打B點時的速度為 ;要驗證合外力的功與動能變化間的關系,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 鉤碼的重力遠小于小車的總重力 2分
。ɑ蛘撸恒^碼的質量遠遠小于小車的質量;答m鉤《M車 同樣給分)
② 2分
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