高考物理鲁科版必修1 2.4《实验：探究弹力和弹簧伸长的关系》课件

欢迎进入物理课堂 1 实验目的 1 探究弹力和弹簧伸长的定量关系 2 会利用列表法 图象法 函数法处理实验数据 2 实验原理 1 如图所示 弹簧在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大小相等 重力 2 用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力下的伸长量x 建立坐标系 以纵坐标表示弹力大小F 以横坐标表示弹簧的伸长量x 在坐标系中描出实验所测得的各组 x F 对应的点 用连接起来 根据实验所得的图线 就可探知弹力大小与伸长量间的关系 3 实验器材铁架台 钩码若干 三角板 重垂线 平滑的曲线 弹簧 刻度尺 坐标纸 1 实验步骤 1 按图安装实验装置 特别注意 靠近弹簧的毫米刻度尺要用重垂线检查是否竖直 2 记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0 3 在弹簧下悬挂不同的钩码个数 换算成重力 重力的大小就等于弹簧的弹力大小 将数据依次填入表格 用F表示弹力 l表示弹簧的总长 x表示伸长量 4 根据测量数据画出F x图象 以F为纵轴 以x为横轴 按照F x图象中各点的分布与走向 尝试作出一条平滑的曲线 包括直线 尝试写出曲线所代表的函数 首先尝试F x是否为一次函数 如果不行则考虑二次函数或其他函数 5 得出结论 在实验误差范围内 应得出弹力的大小与弹簧的伸长量成正比 即F kx 其中k的单位由F和x的单位决定 6 换用一根弹簧与上面的弹簧对比 在伸长量相同的情况下 弹力大的k越大 说明 k 反映了弹簧的 劲度 从而充分认识k的物理意义 2 注意事项 1 所挂钩码不要过重 以免弹簧被过分拉伸 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尽可能稀 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 以减小误差 4 描点画线时 所描的点不一定都落在一条曲线上 但应注意 一定要使各点均匀分布在曲线的两侧 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 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 案例1 2011 安徽理综 为了测量某一弹簧的劲度系数 将该弹簧竖直悬挂起来 在自由端挂上不同质量的砝码 实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据 其对应点已在图上标出 g 9 8m s2 1 作出m l的关系图线 2 弹簧的劲度系数为N m 解析 1 应使尽量多的点在同一条直线上 2 由胡克定律F kx 得k 答案 1 如图所示 2 0 248 0 262 案例2 2010 福建理综 某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系 实验时 将原长约200mm的橡皮筋上端固定 在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码 质量均为20g 每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量 当挂上10只钩码后 再逐一把钩码取下 每取下一只钩码 也均记下对应的橡皮筋伸长量 根据测量数据 作出增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长量 l与拉力F关系的图象如图所示 从图象中可以得出 填选项前的字母 A 增挂钩时 l与F成正比 而减挂钩码时 l与F不成正比B 当所挂钩码数相同时 增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大C 当所挂钩码数相同时 增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等D 增挂钩码时所挂钩码数过多 导致橡皮筋超出弹性限度 解析 本题意在考查学生的识图 用图能力 图中两条线都不是直线 故 l与F不成正比 A项错 比较两条曲线可知 在拉力相等时 减挂钩码时橡皮筋的伸长量大于增挂钩码时的伸长量 B C项错 故D项正确 答案 D 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全