高中物理 3.2 弹力（二）课件 沪科版必修1.ppt

高中物理 必修1 沪科版 第3章力与相互作用3 2弹力 二 3 1 2 探究弹力与弹簧伸长量之间的关系 学会利用图像法处理实验数据 能根据F x F l图像求出弹簧的劲度系数 一 实验步骤 1 将弹簧的一端挂在铁架台上 让其自然下垂 用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0 即原长 2 如图所示 在弹簧下端挂质量为m1的钩码 测出此时弹簧的长度l1 记录m1和l1 3 改变所挂钩码的质量 测出对应的弹簧长度 记录m2 m3 m4 m5 和相应的弹簧长度l2 l3 l4 l5 4 计算出每次弹簧的伸长量x x l l0 和弹簧受到的拉力F F mg 并将数据填入表格 二 数据处理 1 建立直角坐标系 以F为纵轴 x为横轴 根据测量数据用描点法作图 连接各点得出F随弹簧伸长量x变化的图线 2 以弹簧的伸长量为自变量 写出图线所代表的函数 首先尝试一次函数 如果不行则考虑二次函数 3 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 三 误差分析1 本实验误差的主要来源为读数和作图时的偶然误差 为了减小误差 要尽量多测几组数据 2 弹簧竖直悬挂时 未考虑弹簧自身重力的影响会带来系统误差 为了减小该系统误差 实验中应使用轻质弹簧 四 注意事项1 实验中弹簧下端挂的钩码不要太多 以免超出弹簧的弹性限度 2 测量长度时 应区别弹簧原长l0 实际长度l及伸长量x三者之间的不同 明确三者之间的关系 3 记录数据时要注意弹力及伸长量的对应关系及单位 4 描点作图时 应使尽量多的点落在画出的线上 可允许少数点分布于线两侧 描出的线不应是折线 而应是平滑的曲线或直线 5 尽量选轻质弹簧以减小弹簧自身重力带来的影响 例1 某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系 1 将弹簧悬挂在铁架台上 将刻度尺固定在弹簧一侧 弹簧轴线和刻度尺都应在 方向 填 水平 或 竖直 竖直 保证弹簧的形变只由砝码和砝码盘的重力产生 2 弹簧自然悬挂 待弹簧 时 长度记为L0 弹簧下端挂上砝码盘时 长度记为Lx 在砝码盘中每次增加10g砝码 弹簧长度依次记为L1至L6 数据如下表 表中有一个数值记录不规范 代表符号为 由表可知所用刻度尺的最小分度为 稳定 L3 1mm 与其他数据有效位数不同 3 图是该同学根据表中数据作的图 纵轴是砝码的质量 横轴是弹簧长度与 的差值 填 L0 或 Lx 4 由图可知弹簧的劲度系数为 N m 通过图和表可知砝码盘的质量为 g 结果保留两位有效数字 重力加速度g取9 8N kg Lx 4 9 10 砝码质量为0 x为0 x L Lx 弹簧长度 挂砝码盘后弹簧长度 由胡克定律 砝码盘质量 解析 例2 1 在 探究弹力与弹簧伸长量的关系 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 用刻度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 AB 弹簧拉长后的长度与原长的差 弹簧不同 劲度系数不同 所受拉力与伸长量之比是不同 2 某同学做 探究弹力与弹簧伸长量的关系 的实验 他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长 用直尺测出弹簧的原长L0 再把弹簧竖直悬挂起来 挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L 把L L0作为弹簧的伸长量x 这样操作 由于弹簧自身重力的影响 最后画出的图线可能是 当不挂钩码时 F 0 弹簧的伸长量x 0 C 解析 1 在 探究弹力与弹簧伸长量的关系 的实验中 某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端 进行测量 根据实验所测数据 利用描点法作出了所挂钩码的重力G与弹簧总长L的关系图像 如图所示 根据图像回答以下问题 1 弹簧的原长为 2 弹簧的劲度系数为 3 分析图像 总结出弹簧弹力F与弹簧总长L之间的关系式为 10cm 1000N m F 1000 L 0 10 N 1 G 0时 弹簧的长度为原长 2 图线的斜率表示弹簧劲度系数 3 图线可表示为 G 1000 L 0 10 N 大小等于重力G 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 测出指针所指的标尺刻度 所得数据列表如下 g取9 8m s2 1 根据所测数据 在图所示的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺的刻度x与钩码质量m的关系曲线 1 根据所测数据 在图所示的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺的刻度x与钩码质量m的关系曲线 1 根据题目中所测量的数据进行描点 2 用平滑的曲线 或直线 连接各点 3 在连接时 应让尽量多的点落在线上 4 不在线上的点尽量均匀分布在线的两侧 5 偏差比较大的点舍去 解析 2 根据所测得的数据和关系曲线可以判断 在 N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律 这种规格的弹簧的劲度系数为 N m 当m 5 00 102g 0 5kg时 标尺刻度x与钩码质量m成一次函数关系 m 0 5kg F 4 9N 图线斜率与弹簧的劲度系数k有何关系 25 00 0 4 9 解析 再见