2022-2023年高考物理一轮复习 实验：探究弹簧的弹力与伸长量的关系验证平行四边形

\n2.9实验：探究胡克定律验证平行四边形法则\n一、实验目的1.探究弹力和弹簧伸长的定量关系.2.学会利用列表法、图象法、函数法处理实验数据.二、实验原理1.弹力(F)等于悬挂钩码的重力（二力平衡）.2.弹簧伸长量(x)等于弹簧的现长(l)减去原长(l0).3.多测几组,找出F与x的关系.三、实验器材弹簧、毫米刻度尺、铁架台、钩码若干、坐标纸、重垂线四、实验步骤\n1.阅读课本56页胡克定律实验,总结该实验的实验器材,步骤,数据处理的方法及误差来源2.阅读课本62页实验,总结该实验的实验器材,步骤,数据处理的方法及误差来源\n议：（1）由此图线可得出该弹簧的原长L0＝________cm,劲度系数k＝________N/m.（结果均保留2位有效数字）（2）该实验放置与弹簧竖直悬挂放置比较,有什么优缺点？\n问题：在验证力的平行四边形试验中：（1）实验对细绳的长度,夹角有什么要求？（2）实验中两个细绳能换成两个橡皮筋吗？（3）两个细绳的长度及两个弹簧测力计的示数必须相同吗？两细绳的夹角是不是越大越好？（4）怎么检查两个弹簧测力计是否合格？（5）若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变,只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可吗？\n例题：（1）由此图线可得出该弹簧的原长L0＝________cm,劲度系数k＝________N/m.（结果均保留2位有效数字）（2）该实验放置与弹簧竖直悬挂放置比较,有什么优缺点？\n\n\n思考：(1)图(b)所示是甲和乙两位同学在做以上实验时得到的结果,其中哪一个比较符合实验事实？(2)在以上比较符合实验事实的一位同学中,造成误差的主要原因是：(至少写出两种情况)\n六、注意事项1.每次增减钩码测量有关长度时,均需保证弹簧及钩码处于静止状态,否则,弹簧弹力有可能与钩码重力不相等；钩码不可过重.2.整个实验过程不要超过弹簧的弹性限度.3.测量有关长度时,应区别弹簧原长l0（弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时）、实际总长l及伸长量x三者之间的不同,明确三者之间的关系.4.建立平面直角坐标系时,两轴上单位长度所代表的量值要适当,不可过大,也不可过小.5.描线的原则是,尽量使各点落在线上,少数点分布于线两侧,描出的线不应是折线,而应是光滑的曲线.实验：胡克定律\n七、误差分析1.系统误差:钩码标值不准确和弹簧自身重力的影响造成系统误差.（减小方法：用更高精度的钩码,并创新改进实验方法,避免弹簧自重的影响）2.偶然误差:\n考点三实验的改进与创新1.运用K=来处理数据①将‘弹簧变化量”转化为“质量变化量“②将“弹簧伸长量”转化为“弹簧长度变化量”2.将弹簧水平放置或穿过一根水平光滑的直杆,在水平方向做实验.消除了弹簧自重的影响.3.利用计算机及传感器技术,将弹簧水平放置,且一端固定在传感器上,传感器与计算机相连,对弹簧施加变化的作用力(拉力或推力)时,计算机上得到弹簧弹力和弹簧形变量的关系图象(如图甲、乙所示),分析图象得出结论.\n五、注意事项1.使用弹簧测力计前,要先观察指针是否指在零刻度处,若指针不在零刻度处,要设法调整使其指在零刻度处;再将两只弹簧测力计的挂钩钩在一起,向相反方向拉,如果两个示数相同方可使用.2.实验中的两个细绳套不要太短.3.橡皮条拉长时结点到达的位置一定要相同.4.用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时,夹角不宜太大也不宜太小,在60°~120°之间为宜.5.要防止弹簧测力计或橡皮条与纸面有摩擦；弹簧轴线、橡皮条、细绳套应该位于与纸面平行的同一平面内.6.在同一实验中,标度要相同,并且要恰当选定标度,使力的图示稍大一些.实验：验证平行四边形法则\n考点三实验的改进与创新1.实验器材的变化：2.分力和合力的变化(1)分力的获得:弹簧测力计的拉力→钩码的重力.(2)合力的获得:弹簧测力计的拉力→重物的重力→钩码的重力.\n如图所示的实验装置可以用来验证力的平行四边形定则,带有滑轮的方木板竖直放置,为了便于调节绳子拉力的方向,滑轮可以安放在木板上的多个位置．(1)请把下面的实验步骤补写完整．①三段绳子各自悬挂一定数目的等质量钩码,调整滑轮在木板上的位置,使得系统静止不动．②把一张画有等间距同心圆的厚纸紧贴木板放置在绳子与木板之间,使得圆心位于绳子结点O处,这样做为的是方便作出力的图示．有等间距同心圆作为画图助手,你认为本实验有必要测量钩码所受的重力大小吗？\n③记录________________ 以及______________．④三段绳子上的拉力FA、FB、FC可用钩码数量来表示,根据记录的数据作出力的图示FA、FB、FC.⑤以FA、FB为邻边,画出平行四边形,如果__________与______近似相等,则在实验误差允许的范围内验证了力的平行四边形定则．(2)在图中三段绳子上分别悬挂了4、3、5个钩码而静止不动,图中OA、OB两段绳子与竖直方向的夹角分别为α、β,如果本实验是成功的,那么应接近于________．\n\n