2013高考物理复习 高效学习方略 实验2 探究弹力和弹簧伸长的关系课件.ppt

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1、一、实验目的1．探究弹力和弹簧伸长量之间的关系．2．掌握利用图象法处理实验数据的方法．3．培养学生对物理规律探究的兴趣和能力．二、实验原理弹簧受力会发生形变，在竖直悬挂的轻弹簧下端悬挂钩码，平衡时弹力大小等于钩码重力大小，用刻度尺量出弹簧的伸长量，改变钩码数量，重复上述实验，就可以定量地寻找弹力与弹簧伸长量之间的关系．三、实验器材轻质弹簧一根、钩码若干、毫米刻度尺、重垂线、三角板、铁架台、坐标纸等．四、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．如图所

2、示，将已知质量的钩码挂在弹簧的下端，在平衡时测量弹簧的总长L并算出钩码的重力G.填写在记录表格里．12345…弹力F/N…总长L/cm…伸长量x/cm…3．改变所挂钩码的质量，重复前面的实验过程多次；4．换一只不同劲度系数、原长相同的弹簧重复以上步骤．五、数据处理1．在坐标纸上以弹力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，按照图中各点的分布和方向尝试作出一条平滑的曲线(包括直线)；2．以弹簧的伸长量x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

3、．利用第二只弹簧的实验数据，进行以上数据处理．4．从两只弹簧测出的数据和弹力与伸长量的关系式得出实验结论，并解释函数表达式中常数的物理意义．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，从而使坐标纸上描的点尽可能稀疏，这样作出的图线比较精确．3．测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于自由静止时测量，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尽量多的落在曲线上或均匀分布在曲线的两侧．5．记录

4、数据时要注意弹力和弹簧伸长量的对应关系及单位．6．保证铁架台稳固．7．每次测量时，刻度尺“0”刻度对应弹簧尾端同一位置．七、误差分析1．弹簧长度的测量不准确．2．作图时描点及连线不准确．3．弹簧竖直悬挂时未考虑其自身重力的影响．八、实验创新在“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，作出弹力随弹簧长度的关系图线．这样可避免因测弹簧的自然长度而带来的误差．要点一实验中应注意的问题【例1】(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

5、．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(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x＝L－L0作为弹簧的伸长量，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()解析本题主要考查使用弹簧时应注意

6、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)考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量x>0，所以选C.【答案】(1)AB(2)C要点二实验数据处理【例2】某同学用如图所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验，他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下面挂上钩码，并逐个增加钩码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：(重力加速度g＝

7、9.8m/s2)钩码质量m/×102g01.002.003.004.005.006.007.00标尺刻度x/×10－2m15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.0054.50(1)根据所测数据，在所给的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x和钩码质量m的关系曲线．(2)根据所测数据和关系曲线可以判断，在________N范围内弹力大小和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.解析(1)根据实验所测数据在坐标纸上进行描点，所作的图线如图所示．【答案】(1)图

8、象见解析(2)0～4.925要点三实验拓展【例3】在“探究弹力和弹簧伸长的关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图．所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度．(1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在下图所示坐标图中，请作出FL图线．(2)由此图线