物理:《实验:探究弹力和弹簧伸长的关系》课件(新人教版必修1).ppt
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1、物理:实验:探究弹力和弹簧伸长的关系课件(新人教版必修1)Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望课前导航课前导航尺的尺的“进化进化”“度度然然后后知知长长短短”,最最初初人人们们用用目目测测长长短短,后后来来才才发发展展到到用用尺尺原原始始的的尺尺大大都都以以人人身身体体的的某某一一部部分分的的长长度度为为标标准准,古古埃埃及及以以人人的的小小臂臂长长为为“腕腕尺尺”,古古罗罗马马以以查查理理曼曼大大帝帝的的足足长长为为“英英尺尺”,英英王王埃埃德德加加以
2、以拇拇指指关关节节间间的的长长度度为为“英英寸寸”,中中国国的的“一一虎虎口口”则则是是指指拇拇指指与与中中指指伸伸开开的的距距离离虽虽然然作作为为尺尺度度的的标标准准混混乱乱,但但是是较较目目测测也也是是一一种种进进步步近近代代,人人们们以以过过巴巴黎黎的的子子午午线线从从北北极极到到赤赤道道的的一一千千万万分分之之一一为为一一米米;后后来来,人人们们以以氪氪原原子子发发光光的的波波长长为为依依据据定定义义米米;现现在在,人人们们又又以以激激光光在在真真空空中中的的传传播播速速度度为为依依据据重重新新定定义义了了米米,使使得得“米米”这一长度的基本单位越来越准确这一长度的基本单位越来越准确人
3、人们们在在改改进进尺尺的的标标准准的的同同时时,也也改改进进了了尺尺的的结结构构我我国国在在公公元元初初的的西西汉汉末末王王莽莽时时期期,就就已已经经造造出出了了一一种种“铜铜卡卡尺尺”,它它是是现现代代游游标标卡卡尺尺的的雏雏形形,是是测测量量技技术术的的一一个个突突破破,比比法法国数学家皮尔国数学家皮尔维尼尔发明游标卡尺早了维尼尔发明游标卡尺早了1600年年请你思考:请你思考:1长度的基本单位是什么?长度的基本单位是什么?2两两千千年年前前我我国国已已经经造造出出了了“铜铜卡卡尺尺”,今今天天的的你你会会使使用游标卡尺吗?会准确读数吗?用游标卡尺吗?会准确读数吗?知识精析知识精析一、实验步
4、骤一、实验步骤1将将弹弹簧簧的的一一端端挂挂在在铁铁架架台台上上,让让其其自自然然下下垂垂,用用刻刻度度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度L0,即原长,即原长2如如图图171所所示示,将将已已知知质质量量的的钩钩码码挂挂在在弹弹簧簧的的下下端端,在在平平衡衡时时测测出出弹弹簧簧的的总总长长并并计计算算钩钩码码的的重重力力,填填写写在在记记录录表表格里格里图图1711234567F/NL/cmx/cm3改变所挂钩码的个数,重复上步的实验过程多次改变所挂钩码的个数,重复上步的实验过程多次4用用公公式式xLL0计计算算出出弹弹簧簧各各次次的的伸伸长长量量,填填入入上上表表5
5、以以弹弹力力F(大大小小等等于于所所挂挂钩钩码码的的重重力力)为为纵纵坐坐标标,以以弹弹簧簧的的伸伸长长量量x为为横横坐坐标标,用用描描点点法法作作图图连连接接各各点点,得得出出弹弹力力F随弹簧伸长量随弹簧伸长量x变化的图线变化的图线6以以弹弹簧簧伸伸长长量量为为自自变变量量,写写出出曲曲线线所所代代表表的的函函数数首首先尝试一次函数,如果不行则考虑二次函数先尝试一次函数,如果不行则考虑二次函数7得得出出弹弹力力和和弹弹簧簧伸伸长长量量之之间间的的函函数数关关系系,研研究究并并解解释释函数表达式中常数的物理意义函数表达式中常数的物理意义二、注意事项二、注意事项1所所挂挂钩钩码码不不要要过过重重
6、,以以免免弹弹簧簧被被过过分分拉拉伸伸,超超出出它它的的弹性限度要注意观察,适可而止弹性限度要注意观察,适可而止2每每次次所所挂挂钩钩码码的的质质量量差差尽尽量量大大一一些些,从从而而使使坐坐标标上上描描的点尽可能稀一些,这样作出的图线更精确的点尽可能稀一些,这样作出的图线更精确3测测弹弹簧簧长长度度时时,一一定定要要在在弹弹簧簧竖竖直直悬悬挂挂且且处处于于平平衡衡状状态时测量,刻度尺要保持竖直并靠近弹簧,以免增大误差态时测量,刻度尺要保持竖直并靠近弹簧,以免增大误差4描描点点画画线线时时,所所描描的的点点不不一一定定都都落落在在一一条条曲曲线线上上,但但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧
7、应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧5记记录录数数据据时时要要注注意意弹弹力力及及弹弹簧簧伸伸长长量量的的对对应应关关系系及及单单位位三、数据处理三、数据处理本本实实验验采采用用图图象象法法处处理理实实验验数数据据,研研究究弹弹力力大大小小与与弹弹簧簧伸伸长长量量之之间间的的关关系系,这这种种方方法法是是探探究究两两个个物物理理量量间间关关系系时时最最常常用用也也是是最最基基本本的的方方法法描描点点时时要要细细心心,连连线线时时要要遵遵循循作作图图原则原则方法指导方法指导一、实验数据的处理与分析一、实验数据的处理与分析例例1 1下下表表是是某某同同学学为为探探究究弹弹力力和和弹弹簧簧伸伸长长
8、的的关关系系所所测测的的几组数据:几组数据:(1)请你在图请你在图172甲中的坐标纸上作出甲中的坐标纸上作出Fx的图象的图象图图17-2甲甲(2)写出曲线所代表的函数写出曲线所代表的函数(x用用m作单位作单位)弹弹力力F/N0.51.01.52.02.5弹弹簧的伸簧的伸长长x/cm2.65.06.89.812.4(3)解释函数表达式中常数的物理意义解释函数表达式中常数的物理意义分分析析根根据据已已有有数数据据选选好好坐坐标标轴轴每每格格所所代代表表的的物物理理量量的的多多少少,是是作作好好图图象象的的关关键键作作图图象象的的方方法法是是:用用平平滑滑的的曲曲线线(或或直直线线)将将坐坐标标纸纸
9、上上的的各各点点连连接接起起来来若若是是直直线线,应应使使各各点点均匀分布于直线两侧,偏离直线太大的点应舍去均匀分布于直线两侧,偏离直线太大的点应舍去图图17-2乙乙解解析析(1)将将x轴轴每每小小格格取取为为1 cm,y轴轴每每一一小小格格取取为为0.25 N将各点画在坐标纸上,并连成直线如图将各点画在坐标纸上,并连成直线如图172 乙所示乙所示(2)由图象得:由图象得:F20 x.(3)函函数数表表达达式式中中的的常常数数为为弹弹簧簧的的劲劲度度系系数数,表表示示使使弹弹簧簧每伸长每伸长(或压缩或压缩)1 m所需的弹力大小为所需的弹力大小为20 N.二、实验设计二、实验设计例例2 2同同学
10、学甲甲用用一一个个支支架架、一一根根弹弹簧簧、一一把把尺尺和和一一个个已已知知质质量量的的砝砝码码,来来测测定定某某个个不不太太重重的的物物体体有有多多重重,该该怎怎样样做做?同同学学乙乙用用一一根根弹弹簧簧,当当弹弹簧簧的的自自由由端端B在在未未悬悬挂挂重重物物时时,正正对对刻刻度度尺尺的的零零刻刻度度线线,当当挂挂上上100 N重重物物时时正正对对着着刻刻度度20,则则当当弹弹簧簧分分别别挂挂50 N 和和150 N重重物物时时,自自由由端端所所对对刻刻度度尺尺读读数数应应是是多多少少?若若自自由由端端所所对对刻刻度度是是18,这这时时弹弹簧簧下下端端挂挂了了多多重重的重物?的重物?解析解
11、析同学甲要完成任务需做好以下几个步骤:同学甲要完成任务需做好以下几个步骤:(1)将将弹弹簧簧上上端端固固定定在在支支架架上上,下下端端挂挂上上砝砝码码(已已知知质质量量为为m),测出弹簧伸长为,测出弹簧伸长为x;(2)将砝码取下换上待测物体,测出弹簧伸长为将砝码取下换上待测物体,测出弹簧伸长为x;互动平台互动平台育育才才老老师师与与细细心心同同学学、粗粗心心同同学学关关于于有有效效数数字字和和游游标标卡卡尺的对话尺的对话细细心心:通通过过本本课课时时的的学学习习,我我明明白白了了测测量量工工具具的的读读数数必必须按照有效数字的要求读数才是对的须按照有效数字的要求读数才是对的育育才才:在在高高中
12、中阶阶段段,对对于于测测量量工工具具的的读读数数问问题题必必须须合合乎乎有效数字的要求,比如毫米刻度尺要在毫米以下估读一位有效数字的要求,比如毫米刻度尺要在毫米以下估读一位粗粗心心:估估读读的的时时候候,完完全全凭凭的的是是个个人人的的感感觉觉,最最后后这这一一位位估估读读数数字字肯肯定定是是不不可可靠靠的的,既既然然不不可可靠靠,那那么么还还要要它它有有什什么用呢?干脆还不如不估读么用呢?干脆还不如不估读育育才才:这这样样认认识识就就错错了了,正正因因为为最最后后估估读读的的这这一一位位不不可可靠靠,才才保保证证了了它它前前面面的的数数字字是是可可靠靠的的,是是准准确确的的若若舍舍去去了了最
13、最后后这这一一位位不不可可靠靠数数字字,那那么么紧紧挨挨着着它它前前面面的的那那一一位位数数字字就就成成了了最最后后一一位位,就就成成了了不不准准确确的的、不不可可靠靠的的了了例例如如:3.58中中“8”是是估估读读出出来来的的,是是不不准准确确、不不可可靠靠的的,若若去去掉掉这这个个“8”,写成,写成3.5,那么,那么,“5”就成为不可靠、不准确的了就成为不可靠、不准确的了粗心:这让我想到了一个成语粗心:这让我想到了一个成语“唇亡则齿寒唇亡则齿寒”育才:这是一个很好的类比和联想育才:这是一个很好的类比和联想粗心:那么游标卡尺为什么就不估读呢?粗心:那么游标卡尺为什么就不估读呢?育育才才:实实
14、际际上上,游游标标卡卡尺尺是是借借助助游游标标尺尺进进行行的的估估读读,这这种借助仪器的估读毕竟比肉眼的估读要可靠得多种借助仪器的估读毕竟比肉眼的估读要可靠得多粗粗心心:现现在在我我明明白白了了使使用用游游标标卡卡尺尺时时不不用用再再估估读读一一位位数数的道理了的道理了课时课时18验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则课前导航课前导航北宋诗人陆游有一首诗:北宋诗人陆游有一首诗:古人学问无遗力,少壮工夫老始成。古人学问无遗力,少壮工夫老始成。纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。实实践践出出真真知知,古古往往今今来来,概概莫莫能能外外,经经过过实实践践检检验验的的
15、理理论论才才是是“真真知知”这这一一课课时时就就是是要要用用实实验验来来验验证证平平行行四四边边形形定定则则还还可可以以利利用用本本实实验验的的实实验验器器材材,附附带带完完成成一一个个“验验证证分力存在最小值分力存在最小值”的实验的实验基础梳理基础梳理1同同一一实实验验中中的的两两个个弹弹簧簧秤秤的的选选取取方方法法是是:将将两两弹弹簧簧秤秤钩钩好好后后对对拉拉,若若两两弹弹簧簧秤秤在在拉拉的的过过程程中中,读读数数相相同同,则则可可选选用,若不同,应另换,直到用,若不同,应另换,直到相同相同为止为止2使使用用弹弹簧簧秤秤前前,要要先先观观察察指指针针是是否否在在零零刻刻度度线线处处,若若指
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