弹力实验探究弹力和形变量的关系(共4页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上物理必修1- 3.2弹力(3)弹力与形变量的关系课型： 高一 班 姓名： 日期： 2014-12-16 编号：NO. 主编: 宋 磊 修订： 审核： 【实验目的】1探究弹力和弹簧伸长之间的关系。 2学会利用图象法处理实验数据。 【学习考点】学习重难点：1.实验中注意事项、误差分析。 2.实验数据的处理。 高考考纲考点：实验中借助图像处理实验数据的方法。注意事项、误差分析。一、实验原理1下图所示，在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等。2弹簧的长度可用刻度尺直接测出，伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算。这样就可以研究

2、弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系了。二、实验器材铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角板、坐标纸、重垂线、铅笔。三、实验步骤1下图所示，将铁架台放在桌面上(固定好)，将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上，让其自然下垂，在靠近弹簧处将刻度尺(分度值为1 mm)固定于铁架台上，并用重垂线检查刻度尺是否竖直。2用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0，即原长。3如上图所示，在弹簧下端挂质量为m1的钩码，量出此时弹簧的长度l1，记录m1和l1，填入自己设计的表格中。四、数据处理1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

3、的图线。2以弹簧的伸长量为自变量，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。3得出弹力和弹簧伸长之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义。五、误差分析1本实验的误差来源之一是因弹簧拉力大小的不稳定造成的，因此，使弹簧的悬挂端固定，另一端通过悬挂钩码来充当对弹簧的拉力，可以提高实验的精确度。2弹簧长度的测量是本实验的主要误差来源，所以，测量时尽量精确地测量弹簧的长度。3在Fx图象上描点、作图不准确。六、注意事项1每次增减钩码测量有关长度时，均需保证弹簧及钩码不上下振动而处于静止状态，否则，弹簧弹力将可能与钩码重力不相等。2弹簧下端增加钩码时，注意不要超过弹簧的弹性限度

4、。3测量有关长度时，应区别弹簧原长l0、实际总长l及伸长量x三者之间的不同，明确三者之间的关系。4建立平面直角坐标系时，两轴上单位长度所代表的量值要适当，不可过大，也不可过小。5描线的原则是，尽量使各点落在描画出的线上，少数点分布于线两侧，描出的线不应是折线，而应是光滑的曲线。七、实验改进在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，也可以不测量弹簧的自然长度，而以弹簧的总长作为自变量，弹力为函数，作出弹力与弹簧长度的关系图线。这样可以避免因测弹簧的自然伸长而带来的误差。命题研究一、实验原理及误差分析【题例1】 (2012山东临沂模拟)下图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹

5、性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。甲 乙(1)为完成实验，还需要的实验器材是：_。(2)实验中需要测量的物理量有：_。(3)图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的Fx图线，由此可求出弹簧的劲度系数为_N/m。图线不过原点的原因是由于_(4)为完成该实验，设计的实验步骤如下：A以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来；B记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0；C将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；D依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后

6、取下钩码；E以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与伸长量的关系式。首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数；F解释函数表达式中常数的物理意义；G整理仪器。请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：_。命题研究二、实验数据处理【题例2】(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。(g9.8 m/s2)(1)作出ml的关系图线；(2)弹簧的劲度系数为_ N/m。基础题1(2012辽宁本溪一中、庄河高中期末)一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和

7、b，得到弹力与弹簧长度的图象。下图所示，下列表述正确的是( )Aa的原长比b的长Ba的劲度系数比b的大Ca的劲度系数比b的小D测得的弹力与弹簧的长度成正比2 (2012广东深圳调研)某同学利用下图甲装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。 (1)在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持_状态。(2)他通过实验得到下图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长x0_cm，劲度系数k_N/m。(3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧测力计，当弹簧测力计上的示数下图丙所示时，该弹簧的长度x_cm。3在“探究弹力和弹簧伸长量关系”的实验中，某同学用图像法处理数据时，误把弹簧的总长度作为横坐标描点作图，其它步骤都正确。若实验时，弹簧一直处在弹性限度内，则他作出的图象应是图中（ ）【课堂智慧 我生成】 等级评定：干净度 高速度 准确度 专心-专注-专业