高中物理实验 探究弹力与弹簧伸长量的关系 新人教版必修精选文档.ppt

高中物理 实验 探究弹力与弹簧伸长量的关系课件 新人教版必修本讲稿第一页，共二十三页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本讲稿第二页，共二十三页本讲稿第三页，共二十三页一、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本讲稿第四页，共二十三页本讲稿第五页，共二十三页二、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，即原长本讲稿第六页，共二十三页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12345F/NL/cmx/cm3改变所挂钩码的质量，重复上步的实验过程多次本讲稿第七页，共二十三页四、数据处理1用公式xLL0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本讲稿第八页，共二十三页五、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轴有一截距本讲稿第九页，共二十三页六、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，以免增大误差本讲稿第十页，共二十三页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本讲稿第十一页，共二十三页(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题型题型 1 1 实验中应注意的问题实验中应注意的问题例例 1本讲稿第十二页，共二十三页(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LL0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()本讲稿第十三页，共二十三页【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x0，所以选C.【答案】(1)AB(2)C本讲稿第十四页，共二十三页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g9.8 m/s2)题型题型 2 2数据处理和分析数据处理和分析例例 2本讲稿第十五页，共二十三页(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的关系曲线砝码质量m/102 g01.002.003.004.005.006.007.00标尺刻度x/102 m15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.0054.50本讲稿第十六页，共二十三页本讲稿第十七页，共二十三页(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本讲稿第十八页，共二十三页【解析】(1)根据所给数据作出的图象如图所示本讲稿第十九页，共二十三页(2)由图象可以计算出在04.9 N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律由Fkx可得k25 N/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本讲稿第二十页，共二十三页【答案】(1)如解析图(2)04.9 N25(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本讲稿第二十一页，共二十三页【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本讲稿第二十二页，共二十三页本讲稿第二十三页，共二十三页