2027届高三物理一轮复习课件：第二章　第十课时　实验二：探究弹簧弹力与形变量的关系_含解析

这是一份2027届高三物理一轮复习课件：第二章　第十课时　实验二：探究弹簧弹力与形变量的关系_含解析，共59页。PPT课件主要包含了第10课时，课时精练，考点一，伸长量x，质量的增加量，考点二，答案见解析图，或107，对一对，记录O位置或记等内容，欢迎下载使用。
实验二：探究弹簧弹力与形变量的关系实验三：探究两个互成角度的力的合成规律
1.会通过实验探究弹簧弹力与形变量的关系。2.进一步理解胡克定律，掌握以胡克定律为原理的拓展实验的分析方法。3.会通过实验探究两个互成角度的力的合成规律，掌握数据处理方法。
考点一　实验：探究弹簧弹力与形变量的关系
考点二　实验：探究两个互成角度的力的合成规律
实验：探究弹簧弹力与形变量的关系
(1)如图所示，弹簧下端悬挂钩码时会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小______(2)用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力下的伸长量x，建立直角坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的________，
在坐标系中描出实验所测得的各组(x，F)对应的点，用平滑的曲线连接起来，根据实验所得的图线，就可得出弹力大小与形变量间的关系
(2026·辽宁沈阳市检测)某同学在实验室里拿出一根弹簧利用如图甲所示的装置做“探究弹簧弹力大小F与弹簧伸长量x的关系”的实验。(1)关于本实验中的实验操作及实验结果，以下说法正确的是　　　。 A.用刻度尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量B.悬挂钩码后立即读数C.钩码的数量可以任意增减D.安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态
(2)图乙是根据实验数据作出弹力F与弹簧伸长量x之间的关系图像，由图乙可知劲度系数较大的是　　　(选填“A”或“B”)弹簧；B弹簧的劲度系数为　　　 N/m。 
(3)一个小组在实验操作中，甲同学在弹簧竖直悬挂测出其自然长度的情况下得到的F-x图线用实线表示，乙同学将同一弹簧水平放置测出其自然长度L0'，然后竖直悬挂完成实验，得到的F-x图线用虚线表示，如图所示的图线最符合实际的是　　　　(填选项字母)。 
(2025·新课标卷·22)某探究小组利用橡皮筋完成下面实验。
(1)将粘贴有坐标纸的木板竖直放置。橡皮筋的一端用图钉固定在木板上，另一端悬挂钩码。钩码质量分别为200 g、250 g、…、500 g，平衡时橡皮筋底端在坐标纸上对应的位置如图(a)中圆点所示(钩码的质量在图中用数字标出)。悬挂的钩码质量分别为200 g和300 g时，橡皮筋底端位置间的距离为　　　　 cm。 
(2)根据图(a)中各点的位置可知，在所测范围内橡皮筋长度的增加量与所挂钩码的　　　　　　　(选填“质量”或“质量的增加量”)成正比，由此可求出橡皮筋的劲度系数为　　　N/m(保留2位有效数字，重力加速度取9.8 m/s2)。 
(3)悬挂的钩码质量为m时，在橡皮筋底端施以水平向右的力F，平衡时橡皮筋方向如图(b)中虚线所示，图(b)中测力计的示数给出了力F的大小，则F=　　N，m=　　g(选填“200”“300”或“400”)。 
实验：探究两个互成角度的力的合成规律
(2024·海南卷·15)为验证两个互成角度的力的合成规律，某组同学用两个弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、木板、刻度尺、白纸、铅笔、细线和图钉等器材，按照如下实验步骤完成实验：
(Ⅰ)用图钉将白纸固定在水平木板上；(Ⅱ)如图甲、乙所示，橡皮条的一端固定在木板上的G点，另一端连接轻质小圆环，将两细线系在小圆环上，细线另一端系在弹簧测力计上，用两个弹簧测力计共同拉动小圆环到某位置，并标记圆环的圆心位置为O点，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点，大小分别为F1=3.60 N、F2=2.90 N；撤去拉力F1和F2，改用一个弹簧测力计拉动小圆环，使其圆心到O点，在拉力F的方向上标记P3点，拉力的大小为F=5.60 N。请完成下列问题：
(1)在图乙中按照给定的标度画出F1、F2和F的图示，然后按平行四边形定则画出F1、F2的合力F'。
(2)比较F和F'，写出可能产生误差的两点原因：_______________________________________________________________________________。 
有做到弹簧测力计、细线、橡皮条都与木板平行；②读数时没有正视弹簧测力计
(2025·黑吉辽蒙卷·12)某兴趣小组设计了一个可以测量质量的装置。如图(a)，细绳1、2和橡皮筋相连于一点，绳1上端固定在A点，绳2下端与水杯相连，橡皮筋的另一端与绳套相连。为确定杯中物体质量m与橡皮筋长度x的关系，该小组逐次加入等质量的水，拉动绳套，使绳1每次与竖直方向夹角均为30°且橡皮筋与绳1垂直，待装置稳定后测量对应的橡皮筋长度。根据测得数据作出x-m关系图线，如图(b)所示。
回答下列问题：(1)将一芒果放入此空杯，按上述操作测得x=11.60 cm，由图(b)可知，该芒果的质量m0=　　　　　g(结果保留到个位)。若杯中放入芒果后，绳1
与竖直方向夹角为30°但与橡皮筋不垂直，由图像读出的芒果质量与m0相比　 　(填“偏大”或“偏小”)。 
(2)另一组同学利用同样方法得到的x-m图像在后半部分弯曲，下列原因可能的是　　　。 A.水杯质量过小B.绳套长度过大C.橡皮筋伸长量过大，弹力与其伸长量不成正比
(3)写出一条可以使上述装置测量质量范围增大的措施　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
减小细绳1与竖直方向的夹角(合理即可)
精练高频考点提升关键能力
1.(2025·福建厦门市模拟)某同学用图甲装置做“探究弹簧的弹力与伸长量之间的关系”实验。
(1)图示实验装置中，刻度尺保持竖直，为了便于直接读出弹簧的长度，刻度尺的零刻度应与弹簧的______(选填“上端”或“下端”)对齐；不挂钩码时指针所指刻度尺的位置如图乙所示，则此时弹簧的长度L0=　　　　　　　　　　　 cm。 
15.06(15.05、15.07均可)
(2)改变所挂钩码的个数，进行多次实验，记录每次所挂钩码的质量m及弹簧的长度L，根据F=mg求得弹力(g为重力加速度大小)，根据x=L-L0求出弹簧伸长量，根据求得的多组F、x作F-x图像，如图丙所示。由图像可求得出弹簧的劲度系数为k=　　　　 N/m(保留1位小数)。 
(3)实验过程中发现某类弹簧自身重力不可忽略，不可视为轻质弹簧，若把此类弹簧放在铁架台上竖直悬挂时，弹簧呈现的形态如右图中的　　　。 
2.(2025·重庆卷·11)弹簧是熄火保护装置中的一个元件，其劲度系数会影响装置的性能。小组设计了如图甲所示的实验装置测量弹簧的劲度系数，其中压力传感器水平放置，弹簧竖直放在传感器上，螺旋测微器竖直安装，测微螺杆正对弹簧。
7.413(或7.412)
(1)某次测量时，螺旋测微器的示数如图乙所示，此时读数为______________ mm。
(2)对测得的数据进行处理后得到弹簧弹力F与弹簧长度l的关系如图丙所示，由图可得弹簧的劲度系数为　　 N/m，弹簧原长为　　　 mm(均保留3位有效数字)。 
3.(2025·四川卷·11)某学习小组利用生活中常见物品开展“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验。已知水的密度为1.0×103 kg/m3，当地重力加速度为9.8 m/s2。实验过程如下：
(1)将两根细绳分别系在弹簧两端，将其平放在较光滑的水平桌面上，让其中一个系绳点与刻度尺零刻度线对齐，另一个系绳点对应的刻度如图甲所示，可得弹簧原长为　　 　 cm。 
13.14(或13.15)
(2)将弹簧一端细绳系到墙上挂钩，另一端细绳跨过固定在桌面边缘的光滑金属杆后，系一个空的小桶。使弹簧和桌面上方的细绳均与桌面平行，如图乙所示。
(3)用带有刻度的杯子量取50 mL水，缓慢加到小桶里，待弹簧稳定后，测量两系绳点之间的弹簧长度并记录数据。按此步骤操作6次。(4)以小桶中水的体积V为横坐标，弹簧伸长量x为纵坐标，根据实验数据拟合成如图丙所示直线，其斜率为200 m-2。由此可得该弹簧的劲度系数为　　　 N/m(结果保留2位有效数字)。 
(5)图丙中直线的截距为0.005 6 m，可得所用小桶质量为　　　　 kg(结果保留2位有效数字)。 
4.(2025·山东潍坊市二模)某小组用三根规格相同的橡皮筋(遵循胡克定律)、细绳、重物、刻度尺、三角板、白纸、图钉、木板等器材探究两个互成角度力的合成规律，实验操作如下：①用细绳拴住橡皮筋两端，确保三根橡皮筋两结点间原长相同，用刻度尺量出橡皮筋的原长；②木板竖直固定，用图钉将白纸固定在木板上；③将一根橡皮筋上端的细绳固定在a点，下端细绳拴接重物，如图甲所示，待重物静止后记录结点位置，并标记为O，用刻度尺量出橡皮筋1两结点间的长度；
④将另外两根橡皮筋上端的细绳分别固定在b、c两点，下端的细绳拴接(结点为O')并悬挂同一重物，如图乙所示，待重物静止后用刻度尺分别量出橡皮筋2和3两结点间的长度；
⑤用橡皮筋伸长量表示其受力的大小，作出橡皮筋1对O拉力F1的图示，橡皮筋2和3对O'拉力F2和F3的图示；⑥以F2和F3为邻边作平行四边形，比较F1与平行四边形对角线的大小方向，寻找规律。
请回答下列问题：(1)关于本实验下列说法正确的是　　　　； A.图乙中b、c两点可以不在同一高度处B.图乙中橡皮筋2和3需调整至互相垂直C.若橡皮筋规格不相同，对实验无影响D.重物质量适量大些，可以减小实验误差
(2)步骤④中有遗漏，请补充：_______________________________________； 
(3)该实验中合力F1和两个分力F2、F3可以等效替代，其作用效果是什么？　　　　　　　　　　　。 
5.(2025·重庆市模拟)某兴趣小组利用一根长细橡皮条来探究“力的平行四边形定则”。所用实验器材有：木板、白纸、细线、三角板、刻度尺、图钉等。主要设计思路如下：
①将白纸固定在木板上，截取三条细线分别绑在橡皮条两端和中间某处(结点)，如图甲所示。用刻度尺测出细线2与橡皮条的结点到橡皮条末端P0的自然长度l，并画在白纸上。
②细线1上端固定在C处，适当拉动细线3，记录结点位置O和橡皮条末端位置P1，如图乙所示。
③互成角度地拉细线2、3，使结点到达O处，记录橡皮条末端位置P2和细线2的方向，如图丙所示。④交换细线2、3的位置，再次互成角度地拉细线2、3，使结点仍到达O处，保证细线2通过③中的描点P2、细线3通过③中细线2的方向，并记录橡皮条末端位置P3，如图丁所示。⑤利用①中画出的自然长度l，以及O、P1、P2、P3描点，进行探究。
请回答下列问题：(1)下列说法正确的是　　　。 A.拉橡皮条的力越大越好B.细线2、3的夹角越大越好C.实验过程中橡皮条应与木板平行D.细线2与橡皮条的结点应位于橡皮条中点
(2)请在图戊中完成实验探究图(作出必要的辅助线)。