高中物理 学生实验一：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、学生实验一：探究弹力和弹簧伸长的关系1．探究弹簧弹力与弹簧伸长的关系．2．学会用列表法、图象法、函数法处理实验数据．1．弹簧受力会发生形变，形变的大小与受到的外力有关．沿着弹簧的方向拉弹簧，当形变稳定时，弹簧产生的弹力与使它发生形变的拉力在数值上是相等的．2．用悬挂法测量弹簧的弹力，运用的正是弹簧的弹力与挂在弹簧下面的钩码的重力相等．3．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．这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系了．轻质弹簧(一根)，钩码(一盒)，刻度尺，铁架台，重垂线，坐标纸，毫米刻度尺．1．如右

2、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，在靠近弹簧处将刻度尺(最小分度为1mm)固定于铁架台上，并用重垂线检查刻度尺是否竖直．2．记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度L0.3．在弹簧下端挂上一个钩码，待钩码静止后，记下弹簧下端所对应的刻度L1.4．用上面方法，记下弹簧下端挂2个、3个、4个……钩码时，弹簧下端所对应的刻度L2、L3、L4、……，并将所得数据记录在表格中．5．用xn＝Ln－L0计算出弹簧挂1个、2个、3个……钩码时弹簧的伸长量，并根据当地重力加速度值g，计算出所挂钩码的总重力，这个总重力就等于弹簧弹力的大小，将

3、所得数据填入表格．6．根据所测数据在坐标纸上描点，最好以弹簧弹力为纵坐标，以弹簧的伸长量为横坐标．7．按照图中各点的分布与走向，尝试作出一条平滑的曲线(包括直线)．所画的点不一定正好都在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同．8．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……9．解释函数表达式中常数的物理意义．1．实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免弹簧被过分拉伸，超过弹簧的弹性限度．2．要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据．3．本实验是探究性实验，实验前并不知道其规律，所以描点以后所作的曲线是试探性的，

4、只是在分析了点的分布和走向以后才决定用直线来连接这些点．4．如果实验中不用弹簧的伸长而用弹簧的总长为横坐标，得到的不是正比例函数，关系较为复杂，因此最好用弹簧的伸长为横坐标．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．1．钩码标值不准确，弹簧长度测量不准确带来误差．2．画图时描点及连线不准确也会带来误差．做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”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，描出各组数据(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L0C．将铁架台固定于桌子上(也可在横梁的另一侧挂上一定

5、的配重)，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一刻度尺D．依次在弹簧下端挂上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：_______________________________________________【解析】根据实验的实验操作过程应先安装仪器，再挂钩码然后记录数据，分析数据，最后整理即可，排列先后顺序为：

6、CBDAEFG.【答案】CBDAEFG数据处理某同学在做“探究弹力和弹簧伸长关系”的实验中，设计了如右图所示的实验装置．所用的钩码每个的质量都是30g，他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，然后再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在了下面的表中．(弹力始终未超过弹性限度，g取9.8m/s2)(1)试根据这些实验数据在如下图所示给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长L之间的函数关系图线，说明图线跟坐标轴交点的物理意义：________________________________________________其大小为

7、.(2)上一问所得图线的物理意义是________________________________________________________________________，该弹簧的劲度系数k=.【解析】根据实验数据在坐标纸上描出的点，基本上在同一条直线上，可以判定F和L间是一次函数关系．画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点均匀地分布在直线两侧．函数关系图象如下图所示．该图线跟坐标轴交点的横坐标表示弹簧的原长．其大小为6×10-2m.【答案】(1)表示弹簧的原长6×10-2m(2)图线的物理意义是表明弹簧弹力大小和弹簧伸长量大小

8、成正比．由此可得k=，将数据代入可得k=26.5N/m.随堂演练点击进入链接