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)

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1、实验：　探究弹力和弹簧伸长的关系课前导航尺的“进化”“度然后知长短”，最初人们用目测长短，后来才发展到用尺．原始的尺大都以人身体的某一部分的长度为标准，古埃及以人的小臂长为“腕尺”，古罗马以查理曼大帝的足长为“英尺”，英王埃德加以拇指关节间的长度为“英寸”，中国的“一虎口”则是指拇指与中指伸开的距离．虽然作为尺度的标准混乱，但是较目测也是一种进步．近代，人们以过巴黎的子午线从北极到赤道的一千万分之一为一米；后来，人们以氪原子发光的波长为依据定义米；现在，人们又以激光在真空中的传播速度为依据重新定义了米，使得“米”这一长度的基

2、本单位越来越准确．人们在改进尺的标准的同时，也改进了尺的结构．我国在公元初的西汉末王莽时期，就已经造出了一种“铜卡尺”，它是现代游标卡尺的雏形，是测量技术的一个突破，比法国数学家皮尔·维尼尔发明游标卡尺早了1600年．请你思考：1．长度的基本单位是什么？2．两千年前我国已经造出了“铜卡尺”，今天的你会使用游标卡尺吗？会准确读数吗？知识精析一、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17－1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

3、码的重力，填写在记录表格里．图17－11234567F/NL/cmx/cm3．改变所挂钩码的个数，重复上步的实验过程多次．4．用公式x＝L－L0计算出弹簧各次的伸长量，填入上表．5．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．6．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．7．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．二、注意事项1．所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉

4、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，这样作出的图线更精确．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．三、数据处理本实验采用图象法处理实验数据，研究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系，这种方法是探究两个物理量间关系时最常用也是最基本的方法．描点时要细心，连

5、线时要遵循作图原则．方法指导一、实验数据的处理与分析例1下表是某同学为探究弹力和弹簧伸长的关系所测的几组数据：(1)请你在图17－2甲中的坐标纸上作出F－x的图象．图17-2甲(2)写出曲线所代表的函数．(x用m作单位)弹力F/N0.51.01.52.02.5弹簧的伸长x/cm2.65.06.89.812.4(3)解释函数表达式中常数的物理意义．分析根据已有数据选好坐标轴每格所代表的物理量的多少，是作好图象的关键．作图象的方法是：用平滑的曲线(或直线)将坐标纸上的各点连接起来．若是直线，应使各点均匀分布于直线两侧，偏离直线太

6、大的点应舍去．图17-2乙解析(1)将x轴每小格取为1cm，y轴每一小格取为0.25N．将各点画在坐标纸上，并连成直线．如图17－2乙所示．(2)由图象得：F＝20x.(3)函数表达式中的常数为弹簧的劲度系数，表示使弹簧每伸长(或压缩)1m所需的弹力大小为20N.二、实验设计例2同学甲用一个支架、一根弹簧、一把尺和一个已知质量的砝码，来测定某个不太重的物体有多重，该怎样做？同学乙用一根弹簧，当弹簧的自由端B在未悬挂重物时，正对刻度尺的零刻度线，当挂上100N重物时正对着刻度20，则当弹簧分别挂50N和150N重物时，自由端所

7、对刻度尺读数应是多少？若自由端所对刻度是18，这时弹簧下端挂了多重的重物？解析同学甲要完成任务需做好以下几个步骤：(1)将弹簧上端固定在支架上，下端挂上砝码(已知质量为m)，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x′；互动平台育才老师与细心同学、粗心同学关于有效数字和游标卡尺的对话细心：通过本课时的学习，我明白了测量工具的读数必须按照有效数字的要求读数才是对的．育才：在高中阶段，对于测量工具的读数问题必须合乎有效数字的要求，比如毫米刻度尺要在毫米以下估读一位．粗心：估读的时候，完全凭的是个人的感觉，最

8、后这一位估读数字肯定是不可靠的，既然不可靠，那么还要它有什么用呢？干脆还不如不估读．育才：这样认识就错了，正因为最后估读的这一位不可靠，才保证了它前面的数字是可靠的，是准确的．若舍去了最后这一位不可靠数字，那么紧挨着它前面的那一位数字就成了最后一位，就成了不准确的、不可靠的了．例如：3.5