2022-2023年高考物理一轮复习 实验：验证力的平行四边形定则,探究弹力与弹簧伸长的关系课件(重点难点易错点核心热点经典考点)

这是一份2022-2023年高考物理一轮复习 实验：验证力的平行四边形定则,探究弹力与弹簧伸长的关系课件(重点难点易错点核心热点经典考点)，共46页。PPT课件主要包含了同一点，平行四边形定则，橡皮条，两弹簧秤的读数，O点的位置，细绳的方向，F1和F2为邻边，弹簧秤的读数，相等的，来的长度等内容，欢迎下载使用。
1．实验目的验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则．2．实验原理等效法：使一个力F′的作用效果和两个力F1、F2的作用效果都是 ，所以这一个力F′就是两个力F1和F2的合力，作出F′的图示，再根据 作出力F1和F2的合力F的图示，比较F和F′的大小和方向是否都相同．
让同一条一端固定的橡皮条伸长到
一、验证力的平行四边形定则
3．实验器材方木板，白纸，弹簧秤(两只)， ，细绳套(两个)，三角板，刻度尺，图钉(几个)．4．实验步骤(1)用图钉把白纸钉在水平桌面的方木板上．(2)用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套．
(3)用两只弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一位置O，如图所示，记录 ，用铅笔描下 及此时两 ．(4)用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧秤的读数F1和F2的图示，并以 用刻度尺作平行四边形，过 画平行四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示．
(5)只用一只弹簧秤通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下 和 ，用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出这只弹簧秤的拉力F′的图示．(6)比较一下，力F′与用平行四边形定则求出的合力F在大小和方向上是否相同．(7)改变两个力F1与F2的大小和夹角，再重复实验两次．
1．实验目的知道弹力与弹簧伸长的定量关系，学会利用列表法、图象法、函数法处理实验数据．2．实验原理弹簧受力会发生形变，形变的大小与受到的外力有关，沿弹簧的方向拉弹簧，当形变稳定时，弹簧产生的弹力与使它发生形变的拉力在数值上是 ，用悬挂法测量弹簧的弹力，运用的正是弹簧的弹力与挂在弹簧下面的砝码的重力 ．弹簧的长度可用刻度尺直接测出，伸长量可以由 进行计算．这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系．
拉长后的长度减去弹簧原
二、探究弹力和弹簧伸长的关系
3．实验器材弹簧、毫米刻度尺、铁架台、钩码若干、 ．4．实验步骤(1)将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧 ，即原长．(2)如图所示，将已知质量的钩码挂在弹簧的下端，在平衡时测量 并计算 ，填写在记录表格里.
自然伸长状态时的长度l0
(3)改变所挂钩码的质量，重复前面的实验过程多次．(4)以弹力F(大小等于 )为纵坐标，以 为横坐标，用描点法作图．连接各点，得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线．
(5)以 为自变量，写出曲线所代表的函数．首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数．(6)得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义．
例1 (1)在做“互成角度的两个力的合成”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，以下操作中错误的是 (　　)A．同一次实验过程中，O点位置允许变动B．实验中，弹簧测力计必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度
题型一：对操作步骤和实验注意事项的考查
C．实验中，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点D．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两弹簧测力计之间夹角应取90°，以便于算出合力的大小 (2)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，以下说法正确的是(　　)A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态
C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等
【解析】(1)从橡皮条固定点到O点的连线方向，是合力的作用线方向，如果O点变动，那么合力的大小、方向都要变化，就不能验证力的平行四边形定则，故A选项错误．C选项中，因一个弹簧测力计已拉到最大量程，再通过另一个弹簧测力计拉橡皮条到O点时，另一个弹簧测力计可能超过量程，造成损坏或读数不准，故C选项错误．互成角度的两个力的合成是利用平行四边形定则合成的，两个分力成任意角度都适用，不必成90°角，故D选项错误．
(2)本实验中应以所研究的一根弹簧为实验对象，在弹性限度内通过增减钩码的数目，以改变对弹簧的拉力，来探索弹力与弹簧伸长的关系，弹簧的伸长量是弹簧长度与原长的差值，所以AB正确．
【答案】(1)ACD　(2) AB
【方法与知识感悟】《验证力的平行四边形定则》实验注意事项1．同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计调零后互钩对拉，若两只弹簧测力计在对拉过程中读数相同，则可选；若读数不同应调整或另换，直至相同为止．2．在同一次实验中，使橡皮条拉长时的结点O位置一定要相同．3．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°～100°之间为宜．
4．读数时应注意使弹簧测力计与木板平行，并使细绳套与弹簧测力计的轴线在同一条直线上，避免弹簧测力计的外壳与弹簧测力计的限位卡之间有摩擦．读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度，在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下，拉力的数值尽量大些．5．细绳套应适当长一些，便于确定力的方向．不要直接沿细绳套的方向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点，去掉细绳套后，再将所标点与O点连接，即可确定力的方向．6．在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些.
《探究弹力与弹簧伸长的关系》实验注意事项：1．所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸而超出它的弹性限度，要注意观察，适可而止．2．每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标上描的点的间距尽可能大，这样作出的图线更精确．3．测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量，以免增大误差．4．描点画线时，所描的点不一定都落在一条直线上，但应注意一定要使各点均匀分布在直线的两侧．5．记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位.
例2 某同学用如图所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验．他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，读出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：(重力加速度g＝9.8 m/s2)
题型二：对实验数据的处理和误差分析
(1)根据所测数据，在坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x与钩码质量m的关系曲线．
(2)根据所测得的数据和作出的x－m关系曲线可以求出，这种规格弹簧的劲度系数为__________N/m.
【解析】(1)如图所示
(2)根据图线可以看出，标尺刻度x与钩码质量m成一次函数关系，弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律．由图线可以求出弹簧的劲度系数k，则k＝24.5 N/m.
【答案】(1)见解析　(2) 24.5
【方法与知识感悟】在物理学中经常用图象处理物理问题，应用图象的好处是直观、方便，根据已知数据选择坐标轴的标度是作好图象的关键．作图象的方法是：用平滑的曲线(或直线)将坐标纸上的各点连结起来，若是直线，应使各点均匀分布于直线上或直线两侧，偏离直线太大的点应舍弃，有时可以通过改变坐标轴所表示的物理量的方法，把曲线变为直线，使图象更直观．
例3 有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3，回答下列问题：(1)改变钩码个数，实验能完成的是(　　)A．钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝4B．钩码的个数N1＝N3＝3，N2＝4C．钩码的个数N1＝N2＝N3＝4D．钩码的个数N1＝3，N2＝4，N3＝5
(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是(　　)A．标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向B．量出OA、OB、OC三段绳子的长度C．用量角器量出三段绳子之间的夹角D．用天平测出钩码的质量
(3)在作图时，你认为下图中______是正确的．(填“甲”或“乙”)
【解析】实验中的分力与合力的关系必须满足：|F1－F2|