高中物理 第3章 實(shí)驗(yàn)1 探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系課件 新人教版必修1.ppt

實(shí)驗(yàn)一探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系 同步導(dǎo)學(xué)方案 課后強(qiáng)化演練 一 實(shí)驗(yàn)原理1 用懸掛法測(cè)量彈簧的彈力F 彈簧下端懸掛的鉤碼靜止時(shí) 彈力大小與掛在彈簧下面的鉤碼的重力相等 在彈簧下端懸掛不同的鉤碼個(gè)數(shù) 并分別求出重力 從而得到彈簧彈力 2 測(cè)出彈簧的伸長(zhǎng)量x 彈簧的原長(zhǎng)與掛上鉤碼后彈簧的長(zhǎng)度可以用刻度尺測(cè)出 其伸長(zhǎng)量可以用彈簧掛上鉤碼后的長(zhǎng)度減去原長(zhǎng)來求得 二 實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái) 彈簧 毫米刻度尺 鉤碼若干 坐標(biāo)紙三 實(shí)驗(yàn)步驟1 將彈簧的一端掛在鐵架臺(tái)上 讓其自然下垂 用刻度尺測(cè)出彈簧自然伸長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)的長(zhǎng)度L0 即原長(zhǎng) 2 如圖所示 將已知質(zhì)量的鉤碼掛在彈簧的下端 在平衡時(shí)測(cè)出彈簧的總長(zhǎng)并計(jì)算鉤碼的重力 填寫在記錄表格里 3 改變所掛鉤碼的質(zhì)量 重復(fù)上步的實(shí)驗(yàn)過程多次 四 數(shù)據(jù)處理1 用公式x L L0計(jì)算出彈簧各次的伸長(zhǎng)量 填入上表 2 以彈力F 大小等于所掛鉤碼的重力 為縱坐標(biāo) 以彈簧的伸長(zhǎng)量x為橫坐標(biāo) 用描點(diǎn)法作圖 連接各點(diǎn) 得出彈力F隨彈簧伸長(zhǎng)量x變化的圖線 3 以彈簧伸長(zhǎng)量為自變量 寫出曲線所代表的函數(shù) 首先嘗試一次函數(shù) 如果不行則考慮二次函數(shù) 4 得出彈力和彈簧伸長(zhǎng)量之間的函數(shù)關(guān)系 研究并解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義 五 誤差分析由于彈簧原長(zhǎng)及伸長(zhǎng)量的測(cè)量都不便于操作 故存在較大的測(cè)量誤差 另外由于彈簧自身的重力的影響 即當(dāng)未掛重物時(shí) 彈簧在自身重力的作用下 已經(jīng)有一個(gè)伸長(zhǎng)量 這樣在作圖線時(shí) 圖線與x軸有一截距 六 注意事項(xiàng)1 所掛鉤碼不要過重 以免彈簧被過分拉伸 超出它的彈性限度 要注意觀察 適可而止 2 每次所掛鉤碼的質(zhì)量差盡量大一些 從而使坐標(biāo)上描的點(diǎn)盡可能稀一些 這樣作出的圖線精確 3 測(cè)彈簧長(zhǎng)度時(shí) 一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時(shí)測(cè)量 刻度尺要保持豎直并靠近彈簧 以免增大誤差 4 描點(diǎn)畫線時(shí) 所描的點(diǎn)不一定都落在一條曲線上 但應(yīng)注意一定要使各點(diǎn)均勻分布在曲線的兩側(cè) 5 記錄數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力及彈簧伸長(zhǎng)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系及單位 1 在 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系 的實(shí)驗(yàn)中 以下說法正確的是 A 彈簧被拉伸時(shí) 不能超出它的彈性限度B 用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力 應(yīng)保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài)C 用直尺測(cè)得彈簧的長(zhǎng)度即為彈簧的伸長(zhǎng)量D 用幾個(gè)不同的彈簧 分別測(cè)出幾組拉力與伸長(zhǎng)量 得出拉力與伸長(zhǎng)量之比相等 例1 2 某同學(xué)做 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系 的實(shí)驗(yàn) 他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長(zhǎng) 用直尺測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)L0 再把彈簧豎直懸掛起來 掛上鉤碼后測(cè)出彈簧伸長(zhǎng)后的長(zhǎng)度L 把L L0作為彈簧的伸長(zhǎng)量x 這樣操作 由于彈簧自身重力的影響 最后畫出的圖線可能是下圖中的 解析 本題主要考查使用彈簧時(shí)應(yīng)注意的問題 還有用圖象法來描述彈簧的彈力與其伸長(zhǎng)量間的關(guān)系 1 本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)以所研究的一根彈簧為實(shí)驗(yàn)對(duì)象 在彈性限度內(nèi)通過增減鉤碼的數(shù)目 以改變對(duì)彈簧的拉力 來探索彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系 所以選A B 2 由于考慮彈簧自身重力的影響 當(dāng)不掛鉤碼時(shí) 彈簧的伸長(zhǎng)量x 0 所以選C 答案 1 AB 2 C 某同學(xué)用如圖所示的裝置做探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)關(guān)系的實(shí)驗(yàn) 他先測(cè)出不掛砝碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度 然后在彈簧下端掛上砝碼 并逐個(gè)增加砝碼 測(cè)出指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度 所得數(shù)據(jù)列表如下 重力加速度g 9 8m s2 例2 1 根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù) 在下面的坐標(biāo)紙上作出彈簧指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度x與砝碼質(zhì)量m的關(guān)系曲線 2 根據(jù)所測(cè)得的數(shù)據(jù)和關(guān)系曲線可以判斷 在 彈性限度內(nèi)彈力大小與彈簧伸長(zhǎng)關(guān)系滿足胡克定律 這種規(guī)格彈簧的勁度系數(shù)為 N m 3 從上述數(shù)據(jù)和圖線中分析 請(qǐng)對(duì)這個(gè)研究課題提出兩個(gè)有價(jià)值的建議 建議一 建議二 分析 本題考查用作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 并得出相關(guān)結(jié)論的能力 作圖象時(shí) 注意所畫的線不一定過所有點(diǎn) 原則是盡量使各點(diǎn)較均勻地分布在圖象的兩側(cè) 解析 1 根據(jù)所給數(shù)據(jù)作出的圖象如圖所示 2 由圖象可以計(jì)算出在0 4 9N范圍內(nèi)彈力大小與彈簧伸長(zhǎng)關(guān)系滿足胡克定律 由F kx可得k 25N m 3 建議一 實(shí)驗(yàn)中砝碼不能掛太多 控制在彈性限度內(nèi) 建議二 數(shù)據(jù)處理時(shí) 圖象的縱坐標(biāo)用彈簧的伸長(zhǎng)量 這樣能直接看出彈力是否與彈簧伸長(zhǎng)量成正比 答案 1 如解析圖 2 0 4 9N25 3 建議一 實(shí)驗(yàn)中砝碼不能掛太多 控制在彈性限度內(nèi) 建議二 數(shù)據(jù)處理時(shí) 圖象的縱坐標(biāo)用彈簧的伸長(zhǎng)量 這樣能直接看出彈力是否與彈簧伸長(zhǎng)量成正比 方法總結(jié) 1 利用圖象處理數(shù)據(jù)時(shí) 根據(jù)已有數(shù)據(jù)確定坐標(biāo)軸每格所代表的大小是正確解答的關(guān)鍵 2 作圖象的方法是 用平滑的直線 或曲線 將坐標(biāo)紙上的各點(diǎn)連接起來 而且使不在直線 或曲線 上的點(diǎn)盡量均勻地分布在直線 或曲線 兩側(cè) 偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)舍去