尝试运用作图法和逐差法求解弹簧劲度系数
2018-02-26
物理之友 2018年1期
(安徽省芜湖市第一中学高三8班,安徽 芜湖 241000)
老师带领我们进行高中物理一轮复习时,笔者试做了一道高考原题,和参考答案比对后,发现其求解方法有些牵强。以下呈现原题,介绍笔者的解法。
1 原题呈现
2014年浙江高考题:在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,某同学把两根弹簧如图1连接起来进行探究。
图1
图2
(1) 某次测量如图2所示,指针示数为 cm。
(2) 在弹性限度内,将50g的钩码逐个挂在弹簧下端,得到指针A、B的示数LA和LB如表1所示。用表中数据计算弹簧 Ⅰ 的劲度系数为 N/m(重力加速度g=10m/s2)。由表1中数据 (填“能”或“不能”)计算出弹簧 Ⅱ 的劲度系数。
表1
笔者认为参考答案中这样处理数据,会带来较大的误差,因为它只使用了第1组和第4组两组数据,偶然性较大。这种情况按照老师教给我们的方法应该是描点作图求斜率,在作图的过程中,可以充分利用数据,甚至还可以发现个别错误的数据,给予剔除,可以减小实验误差。
2 运用作图法解答
图3
但在考场上,没有现成的方格纸,可能会花费较长的时间作图求解,笔者进行了严格的尺规作图,明显感觉到稍不留神,线就会画歪,点就会描偏。当然可以使用excel或相关的专业软件进行数据拟合,但在考场上是不可行的。
那么,有没有一种既省时省力、又科学严谨的求解方法呢?笔者想到了在求解加速度时,老师曾经教过我们使用“逐差法”处理数据,在这个地方可否借鉴一下?为此笔者做了如下尝试。
3 运用逐差法解答
笔者认为,不管是“作图法”还是“逐差法”,都是源于“多次测量求平均值”、以减小偶然误差的原理,本题使用“逐差法”比较合适。