《高考物理一轮复习讲练测》第08讲 探究弹力与弹簧伸长之间的关系（讲）（解析版）

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第二章 力与物体的平衡
1、高考着重考查的知识点有：力的合成与分解、弹力、摩擦力概念及其在各种形态下的表现形式．对受
力分析的考查涵盖了高中物理的所有考试热点问题．此外，基础概念与实际联系也是当前高考命题的一个
趋势．
2、会用平行四边形定则、三角形定则进行力的合成与分解；会用正交分解法进行力的合成与分解
3、考试命题特点：这部分知识单独考查一个知识点的试题非常少，大多数情况都是同时涉及到几个知识
点，而且都是牛顿运动定律、功和能、电磁学的内容结合起来考查，考查时注重物理思维与物理能力的考
核.
第08 讲 探究弹力与弹簧伸长之间的关系
1.学会用列表法、图象法等处理实验数据.
2.探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系．
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[来源:学#科#网Z#X#X#K]
(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)，列表作出记录，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．
规律方法总结
1．实验数据处理方法
1
(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．[来源:学,科,网Z,X,X,K]
(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．学科.网
(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.
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．
★典型案例★ 某学习小组利用如图 1所示的装置做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验．实验中，先测出不
挂钩码时弹簧的长度，再将 5个钩码逐个加挂在弹簧下端，稳定后测出相应的弹簧总长度，将数据填在表
中．（弹力始终未超过弹性限度，取 ）
[来源:Z§xx§k.Com]
2
（1）上表记录数据中有一组数据在测量或记录时有错误，它是第______组数据．
（2）根据实验数据将对应的弹力大小计算出来并填入表内相应的空格内（保留 3位有效数字）．_____
（3）在坐标纸中作出弹簧弹力 大小 F跟弹簧总长度 L之间的关系图线．_____
（4）根据图线求得该弹 簧的劲度k=______N/m．（保留 2位有效数字）
（5）若考虑弹簧自重对第一组数据的影响，弹簧劲度系数 k的实验值_______真实值．（填“大于” “、 小
于”或“等于”）
【答案】 5 0，0.294，0.588，0.882，1.18，1.47 8.9 相等
（4）图线的斜率表示弹簧的劲度系数 ．
（5）由胡克定律可知，弹簧弹力的增加量与弹簧的形变量成正比，即： ，因此弹簧的自重不
会对劲度系数产生影响，故劲度系数的测量值与真实值相比相等.
3
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