高中物理　实验二课件 粤教版必修1.ppt

实验探究弹力和弹簧伸长的关系 一 实验目的1 探究弹力和弹簧伸长量的定量关系 2 学会用图象处理物理量之间关系的方法 二 实验原理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 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 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 即寻求f kx的关系 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 四 实验步骤1 仪器的安装 1 如图所示 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 操作与记录 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 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 五 注意事项1 每次增减钩码测量有关长度时 均需保证弹簧及钩码不上下振动而处于静止状态 否则 弹簧弹力将可能与钩码重力不相等 2 弹簧下端增加钩码时 注意不要超过弹簧的限度 3 测量有关长度时 应区别弹簧原长l0 实际总长l及伸长量x三者之间的不同 明确三者之间的关系 4 建立平面直角坐标系时 两轴上单位长度所代表的量值要适当 不可过大 也不可过小 5 描线的原则是 尽量使各点落在描画出的线上 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 6 记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位 六 误差分析1 本实验的误差来源之一是因弹簧拉力大小的不稳定造成的 因此 使弹簧的悬挂端固定 另一端通过悬挂钩码来充当对弹簧的拉力 可以提高实验的准确度 2 弹簧长度的测量是本实验的主要误差来源 所以 测量时尽量精确地测量弹簧的长度 3 在f x坐标系中描点 作图不准确 利用如图 甲 所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验 所用的钩码每只的质量为30g 实验中 先测出不挂钩码时弹簧的自然长度 再将5个钩码逐个加挂在弹簧下端 稳定后依次测出相应的弹簧总长度 将数据填在表中 弹力始终未超过弹性限度 取g 10m s2 答案 1 图见解析 2 27 1 在 探究弹力和弹簧伸长的关系 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 应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态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 分别测出几组拉力与伸长量 得出拉力与伸长量之比相等 解析 本题主要考查使用弹簧时应注意的问题 还有用图象法来描述弹簧的弹力与其伸长量间的关系 1 本实验中应以需要研究的一根弹簧为实验对象 在弹性限度内通过增减钩码的数目 以改变对弹簧的拉力 来探索弹力与弹簧伸长的关系 所以选a b 2 由于考虑弹簧自身重力的影响 当不挂钩码时 弹簧的伸长量x 0 所以选c 答案 1 ab 2 c 1 在 探究弹力与弹簧伸长量的关系 的实验中 如何保证刻度尺竖直 a 使用三角板b 使用重垂线c 目测d 不用检查解析 使用重垂线可保证刻度尺竖直 故b正确 a c不准确 不合题意 d是错误的 答案 b 2 如图所示 弹簧秤不测力时弹簧长4cm 当它两侧各挂一个100g的砝码时 弹簧长8cm 要使弹簧秤的弹簧伸长为12cm 则应该 a 在右侧再加挂一个100g的砝码b 在右侧再加挂一个200g的砝码c 在左右两侧各加挂一个100g的砝码d 在左右两侧各加挂一个200g的砝码 解析 由题意知 100g砝码产生的拉力能使弹簧伸长4cm 所以要使弹簧长为12cm只需弹簧上所受的力再增加1n即可 而a选项 由于系统有加速度 不能实现 故只能选c 答案 c 3 2010年厦门模拟 如图 甲 所示 一个弹簧一端固定在传感器上 传感器与电脑相连 当对弹簧施加变化的作用力 拉力或压力 时 在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象 如图 乙 所示 则下列判断正确的是 a 弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比b 弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比c 该弹簧的劲度系数是200n md 该弹簧受到反向压力时 劲度系数不变 答案 bcd a 增挂钩码时 l与f成正比 而减挂钩码时 l与f不成正比b 当所挂钩码数相同时 增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大c 当所挂钩码数相同时 增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等d 增挂钩码时所挂钩码数过多 导致橡皮筋超出弹性限度 答案 d 答案 1 小于 2 乙 3 63n m 57 70n m之间都对 4 见解析 6 2010年广东质检 17世纪英国物理学家胡克发现 在弹性限度内 弹簧的形变量与弹力成正比 这就是著名的胡克定律 受此启发 一组同学研究 金属线材伸长量与拉力的关系 的探究过程如下 a 有同学认为 横截面为圆形的金属丝或金属杆在弹性限度内 其伸长量与拉力成正比 与截面半径成反比 b 他们准备选用一些 由同种材料制成的不同长度 不同半径的线材 作为研究对象 用测距仪 传感器等仪器测量线材的伸长量随拉力变化的规律 以验证假设 c 通过实验取得如下数据 d 同学们对实验数据进行分析 归纳后 对他们的假设进行了补充完善 1 上述科学探究活动中 属于 制定