高中物理 2.3 弹力（第2课时）课件 教科版必修1.pptVIP

第二章力 2 3弹力第二课时 高中物理 必修一 教科版 目标定位 探究弹力与弹簧伸长量的关系 探究弹力与弹簧伸长量之间的关系 学会利用列表法 图象法 函数法处理实验数据 能根据f x f l图象求出弹簧的劲度系数 1 2 3 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 预习导学 1 实验原理 1 大小相等刻度尺原长 2 平滑的曲线 想一想 在探究弹簧的形变与外力的关系的实验中 测量原长水平放置与竖直有什么区别 答案 1 水平放置的原长小于竖直放置的原长 竖直放置时 弹簧重力把弹簧拉长了 所以测得的原长大 2 在做实验时应该考虑弹簧的质量带来的影响 水平使用时 原长指弹簧本身的长度 水平测得的原长 竖直使用时 原长指弹簧受重力 发生形变后的总长 竖直测得的原长 探究弹力与弹簧伸长量的关系 2 实验器材 轻弹簧刻度尺 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 课堂讲义 一 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 如图乙所示 在弹簧下端挂质量为m1的钩码 测出此时弹簧的长度l1 记录m1和l1 3 改变所挂钩码的质量 重复2步骤 记录m2 m3 m4 m5 和相应的弹簧长度l2 l3 l4 l5 探究弹力与弹簧伸长量的关系 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 课堂讲义 一 实验步骤 4 计算出每次弹簧的伸长量x x l l0 和弹簧受到的拉力f f mg 并将数据填入表格 探究弹力与弹簧伸长量的关系 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 课堂讲义 二 数据处理 1 建立直角坐标系 以f为纵轴 x为横轴 根据测量数据用描点法作图 连接各点得出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 写出弹力和弹簧伸长量之间的函数关系 首先尝试一次函数 如果不行则考虑二次函数 探究弹力与弹簧伸长量的关系 f x 3 得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系 解释函数表达式中常数的物理意义 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 课堂讲义 三 误差分析 1 读数和作图时会带来偶然误差 为了减小偶然误差 要尽量多测几组数据 2 弹簧竖直悬挂时 未考虑弹簧自身重力的影响会带来系统误差 为了减小该系统误差 实验中应使用轻质弹簧 探究弹力与弹簧伸长量的关系 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 课堂讲义 四 注意事项 1 实验中弹簧下端挂的钩码不要太多 以免超出弹簧的弹性限度 2 测量长度时 应区别弹簧原长l0 实际长度l及伸长量x三者之间的不同 明确三者之间的关系 探究弹力与弹簧伸长量的关系 3 记录数据时要注意弹力及伸长量的对应关系及单位 4 描点作图时 应使尽量多的点落在画出的线上 可允许少数点分布于线两侧 描出的线不应是折线 而应是平滑的曲线或直线 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 课堂讲义 例1 1 在 探究弹力和弹簧伸长量之间的关系 的实验中 以下说法正确的是 a 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时 应竖直悬挂弹簧 挂在弹簧下端的钩码应处于静止状态 探究弹力与弹簧伸长量的关系 弹性限度内满足胡克定律 超出则不满足 钩码受重力和弹力等大反向 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 典例精析 课堂讲义 例1 1 在 探究弹力和弹簧伸长量之间的关系 的实验中 以下说法正确的是 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 分别测出它们所受的拉力与伸长量 可得出拉力与伸长量之比相等 探究弹力与弹簧伸长量的关系 等于原长加伸长量 劲度系数不同 拉力与伸长量之比不相等 ab 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 课堂讲义 例1 2 某同学做 探究弹力和弹簧伸长量之间的关系 的实验 他先把弹簧秤放在水平桌面上使其自然伸展 用直尺测出其长度l0 再把弹簧竖直悬挂起来 挂上钩码 平衡后测出其长度l 令x l l0 改变钩码数 进行多次测量 用f表示弹簧下端受到的钩码的拉力 则如下所示的f x图线 你认为符合实际情况的是 探究弹力与弹簧伸长量的关系 由于自重 弹簧长度会偏大 由于自重引起的 c 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 课堂讲义 探究弹力与弹簧伸长量的关系 针对训练用一个支架 一根弹簧 一把直尺和一个已知质量的钩码 来测定某个不太重的物体有多重 该怎么做 1 将弹簧上端固定在支架上测出原长 解析 测量弹簧的长度 2 挂上钩码 测出伸长量x 3 取下钩码换上待测物体 测出弹簧伸长x 待测 mg kx m g kx 4 待测物体的重力 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 课堂讲义 1 将弹簧悬挂在铁架台上 将刻度尺固定在弹簧一侧 弹簧轴线和刻度尺都应在 填 水平 或 竖直 方向 探究弹力与弹簧伸长量的关系 弹簧形变是由砝码和砝码盘的重力产生重力竖直向下 轴线应竖直 竖直 例2某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 课堂讲义 2 弹簧自然悬挂 待弹簧 时 长度记为l0 弹簧下端挂上砝码盘时 长度记为lx 在砝码盘中每次增加10g砝码 弹簧长度依次记为l1至l6 数据如下表 探究弹力与弹簧伸长量的关系 表中有一个数值记录不规范 代表符号为 由表可知所用刻度尺的最小分度为 静止稳定时 重力等于弹力 静止稳定 精确到mm 估读到0 1mm 与众不同 l3 1mm 例2某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 课堂讲义 3 图是该同学根据表中数据作的图象 纵轴是砝码的质量 横轴是弹簧长度与 填 l0 或 lx 的差值 探究弹力与弹簧伸长量的关系 例2某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系 砝码质量为0 x值为0 自重时的长度 x l lx 挂砝码盘时的长度 设为l lx 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 课堂讲义 探究弹力与弹簧伸长量的关系 4 由图可知弹簧的劲度系数为 n m 通过图和表可知砝码盘的质量为 g 结果保留两位有效数字 重力加速度g取9 8m s2 例2某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系 由胡克定律f k x知 mg k l lx 斜率表示劲度系数 砝码盘质量 4 9 10 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 课堂讲义 针对训练在 探究弹力与弹簧伸长量的关系 的实验中 某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端 进行测量 根据实验所测数据 利用描点法作出了所挂钩码的重力g与弹簧总长l的关系图象 如图所示 根据图象回答以下问题 1 弹簧的原长为 2 弹簧的劲度系数为 3 分析图象 总结出弹簧弹力f与弹簧总长l之间的关系式为 探究弹力与弹簧伸长量的关系 弹簧的弹力 弹簧原长 斜率表示劲度系数 10cm 1000n m f 1000 l 0 10 n f 1000 l 0 10 n 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 对点练习 探究弹力与弹簧伸长量的关系 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 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 对点练习 探究弹力与弹簧伸长量的关系 请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来 安装仪器 挂钩码 记录数据 记录数据 整理器材 cbdaefg 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 对点练习 2 某同学由实验测得某弹簧的弹力f与长度l的关系如图所示 则弹簧的原长l0 cm 劲度系数k n m 探究弹力与弹簧伸长量的关系 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 原长 10 斜率表示劲度系数 50 对点练习 3 为了测量