高中物理 第3章 实验1 探究弹力与弹簧伸长量的关系课件 新人教版必修1.ppt

实验一探究弹力与弹簧伸长量的关系 同步导学方案 课后强化演练 一 实验原理1 用悬挂法测量弹簧的弹力F 弹簧下端悬挂的钩码静止时 弹力大小与挂在弹簧下面的钩码的重力相等 在弹簧下端悬挂不同的钩码个数 并分别求出重力 从而得到弹簧弹力 2 测出弹簧的伸长量x 弹簧的原长与挂上钩码后弹簧的长度可以用刻度尺测出 其伸长量可以用弹簧挂上钩码后的长度减去原长来求得 二 实验器材铁架台 弹簧 毫米刻度尺 钩码若干 坐标纸三 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 将已知质量的钩码挂在弹簧的下端 在平衡时测出弹簧的总长并计算钩码的重力 填写在记录表格里 3 改变所挂钩码的质量 重复上步的实验过程多次 四 数据处理1 用公式x L L0计算出弹簧各次的伸长量 填入上表 2 以弹力F 大小等于所挂钩码的重力 为纵坐标 以弹簧的伸长量x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 3 以弹簧伸长量为自变量 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 4 得出弹力和弹簧伸长量之间的函数关系 研究并解释函数表达式中常数的物理意义 五 误差分析由于弹簧原长及伸长量的测量都不便于操作 故存在较大的测量误差 另外由于弹簧自身的重力的影响 即当未挂重物时 弹簧在自身重力的作用下 已经有一个伸长量 这样在作图线时 图线与x轴有一截距 六 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一些 这样作出的图线精确 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 刻度尺要保持竖直并靠近弹簧 以免增大误差 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 1 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 例1 2 某同学做 探究弹力和弹簧伸长的关系 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下图中的 解析 本题主要考查使用弹簧时应注意的问题 还有用图象法来描述弹簧的弹力与其伸长量间的关系 1 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 所以选A B 2 由于考虑弹簧自身重力的影响 当不挂钩码时 弹簧的伸长量x 0 所以选C 答案 1 AB 2 C 某同学用如图所示的装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验 他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度 然后在弹簧下端挂上砝码 并逐个增加砝码 测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 8m s2 例2 1 根据所测数据 在下面的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线 2 根据所测得的数据和关系曲线可以判断 在 弹性限度内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律 这种规格弹簧的劲度系数为 N m 3 从上述数据和图线中分析 请对这个研究课题提出两个有价值的建议 建议一 建议二 分析 本题考查用作图法处理实验数据 并得出相关结论的能力 作图象时 注意所画的线不一定过所有点 原则是尽量使各点较均匀地分布在图象的两侧 解析 1 根据所给数据作出的图象如图所示 2 由图象可以计算出在0 4 9N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律 由F kx可得k 25N m 3 建议一 实验中砝码不能挂太多 控制在弹性限度内 建议二 数据处理时 图象的纵坐标用弹簧的伸长量 这样能直接看出弹力是否与弹簧伸长量成正比 答案 1 如解析图 2 0 4 9N25 3 建议一 实验中砝码不能挂太多 控制在弹性限度内 建议二 数据处理时 图象的纵坐标用弹簧的伸长量 这样能直接看出弹力是否与弹簧伸长量成正比 方法总结 1 利用图象处理数据时 根据已有数据确定坐标轴每格所代表的大小是正确解答的关键 2 作图象的方法是 用平滑的直线 或曲线 将坐标纸上的各点连接起来 而且使不在直线 或曲线 上的点尽量均匀地分布在直线 或曲线 两侧 偏离较远的点应舍去