高中物理 第4章 实验 探究弹簧伸长量与弹力的关系课件 鲁科版必修1.ppt

第4章 实验 实验理论指导 典题案列导析 知能演练提升 题型一 题型二 题型三 一 实验目的 1 探究弹力与弹簧伸长量的定量关系 2 学会用图像法处理物理量之间的关系 3 验证胡克定律 会求弹簧的劲度系数 二 实验原理 1 如图实 1所示 在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长 平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等 2 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 图实 1 三 实验器材铁架台 弹簧 毫米刻度尺 钩码若干 三角板 坐标纸 重垂线 铅笔 四 实验步骤 1 按图实 2安装实验装置 记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度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 图实 2 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 五 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 3 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 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 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 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 例1 1 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l0 c 将铁架台固定于桌子上 也可在横梁的另一侧挂上一定的配重 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 2 某同学在做 研究弹簧的伸长量与弹力的关系 实验时 将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂 测出其自然长度 然后在其下部施加外力f 测出弹簧的总长度l 改变外力f的大小 测出几组数据 作出外力f与弹簧总长度l的关系图线如图实 3所示 实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的 由图可知该弹簧的自然长度为 cm 该弹簧的劲度系数为 n m 图实 3 答案 1 c b d a e f g 2 1050 例2 某同学做 探究弹力和弹簧伸长量的关系 的实验 设计了如图实 4甲所示的实验装置 他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度 然后在弹簧下端依次挂1 2 3 4 5个钩码 待静止时 测出弹簧相应的总长度 每只钩码的质量都是10g 实验数据见下表 弹力始终未超过弹性限度 g取10n kg 图实 4 1 试根据这些实验数据 在给定的如图乙所示的坐标纸上 作出弹簧弹力大小f跟弹簧总长度l之间的函数关系图像 2 图像跟坐标轴交点的物理意义是 该弹簧的劲度系数k是 n m 解析 1 描点作出图像 如图所示 答案 1 见解析 2 表示弹簧原长20 例3 用一支架 一根弹簧 一把刻度尺和一个已知质量的钩码 来测定某个不太重的物体的重量 你如何去做 解析 方法 1 将弹簧的一端固定在支架上 另一端自由下垂 测出弹簧此时的自然