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时间:2019-03-09
《全国高中物理实验探究弹力与弹簧伸长量的关系学案沪科版》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、学案3 实验:探究弹力与弹簧伸长量的关系[学习目标定位] 1.探究弹力与弹簧伸长量之间的关系.2.学会利用图像法处理实验数据.3.能根据F-x、F-l图像求出弹簧的劲度系数.一、实验原理1.如图1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受到的重力大小相等.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x可以用弹簧的长度减去原长来求得.矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。图12.建立直角坐标系,以纵坐标表示弹力大小F,以横坐标表示弹簧的伸长量x,在坐标系中描出实验所测得的各组(x,F)对应的点,作出弹簧弹
2、力F与弹簧伸长量x的关系图像,根据实验所得的图像,就可探知弹力大小与弹簧伸长量之间的关系.聞創沟燴鐺險爱氇谴净。二、实验器材轻弹簧、钩码(一盒)、刻度尺、铁架台.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2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.图23.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、…….残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。4.计算出每次弹簧的伸长量x(x
3、=l-l0)和弹簧受到的拉力F(F=mg),并将数据填入表格.1234567F/N08l/cmx/cm0二、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.酽锕极額閉镇桧猪訣锥。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
4、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.彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。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.謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。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
5、.(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”).厦礴恳蹒骈時盡继價骚。(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.茕桢广鳓鯡选块网羈泪。代表符号L0LxL1L2L3L4L5L6数值(cm)25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30表中有一个数值记录不规范,代表符号为________.由表可知所用刻
6、度尺的最小分度为________.鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。(3)图3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”).籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。8图3(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)預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。解析 (1)为保证弹簧的形变只由砝码和砝码盘的重力产生,所以弹簧轴线和刻度尺均应在竖直方向.(2)弹簧静止稳定时,记录原长L0;表中的数据L3与其他数据
7、有效位数不同,所以数据L3不规范,标准数据应读至cm位的后两位,最后一位应为估读值,精确至0.1mm,所以刻度尺的最小分度为1mm.渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。(3)由题图知所挂砝码质量为0时,x为0,所以x=L-Lx(L为弹簧长度).(4)由胡克定律F=kΔx知,mg=k(L-Lx),即mg=kx,所以图线斜率即为弹簧的劲度系数k==N/m=4.9N/m铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。同理,砝码盘质量m==kg擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。=0.01kg=10g.答案 (1)竖直 (2)稳定 L31mm(3)Lx (4)4.9 10例2 (1)在“探
8、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
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