高中物理 第三章 相互作用实验 探究弹力和弹簧伸长的关系课件 新人教版必修1.ppt

实验 探究弹力和弹簧伸长的关系 实验过程 一 实验步骤1 按图示安装实验装置 记下弹簧下端不挂钩码时弹簧的长度l0 2 在弹簧下悬挂一个钩码 平衡时记下弹簧的总长度 并记下钩码的重力 3 增加钩码的个数 重复上述实验过程 将数据填入表格 以f表示弹力 l表示弹簧的总长度 x l l0表示弹簧的伸长量 二 数据处理1 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 2 以弹簧伸长量为自变量 写出弹力和弹簧伸长量之间的函数关系 函数表达式中常数即为弹簧的劲度系数 这个常数也可据f x图线的斜率求解 k 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 弹簧自身的重力会带来系统误差 为了减小误差 实验中应使用轻质弹簧 注意事项 1 所挂钩码不要过重 以免超出弹簧的弹性限度 2 测弹簧长度时 一定要把弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量 3 记录数据时要注意弹力和弹簧伸长量的对应关系及单位 4 描点画线时一定让尽量多的点落在曲线上 不在曲线上的点均匀分布在曲线的两侧 5 尽量选用轻质弹簧以减小弹簧自身重力带来的影响 类型1实验原理及实验操作 典题1 以下是某同学所进行的 探究弹力和弹簧伸长量的关系 的实验步骤 1 将一个弹簧的上端固定在铁架台上 竖直悬挂起来 在弹簧下挂一个钩码 记下钩码的质量m1 此时弹簧平衡 弹力大小为f1 m1g 并用刻度尺测量出此时弹簧的长度l1 并记录到表格中 2 再增加钩码 重复上述的操作 逐渐增加钩码的重力 得到多组数据 3 以力f为纵坐标 以弹簧的长度lx为横坐标 根据所测的数据在坐标纸上描点 4 按坐标纸上所描各点的分布与走向 作出一条平滑的曲线 包括直线 5 根据图线的特点 分析弹簧的弹力f与弹簧长度lx的关系 并得出实验结论 以上步骤中至少有三处不当之处 请将不合理的地方找出来并进行修正 标准解答 1 中还应该测出弹簧的原长l0 此时应在不挂钩码的情况下 让弹簧保持自然下垂状态 用刻度尺测出从悬点到弹簧下端的长度即为l0 3 中建立坐标系时应该以弹簧的形变量为横坐标 因为探究的是弹力和弹簧伸长量的关系 5 中应分析弹力和弹簧伸长量的关系 答案 见标准解答 类型2实验数据处理 典题2 2014 烟台高一检测 一位同学做 探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系 所测的几组数据见下表 请你根据表中数据做好分析 1 算出每一次弹簧的伸长量 并将结果填在表中的空格内 2 在坐标图上作出f x图线 3 写出图线的函数表达式 x用cm作单位 4 函数表达式中常数的物理意义 标准解答 1 x1 l1 l0 1 0cmx2 l2 l0 2 1cm x3 l3 l0 2 9cmx4 l4 l0 4 0cm 2 在坐标系中作出以力f为纵坐标 以弹簧伸长量x为横坐标的点 用一条平滑的线连接各点 如图所示 3 根据 2 中的f x图线知 f与x是正比例函数 设表达式为f kx 将f