高中物理第三章相互作用实验：探究弹力与弹簧伸长量的关系课件新人教版必修1.ppt

实验 探究弹力与弹簧伸长量的关系 一 实验目的1 探究弹力与弹簧伸长的关系 2 学会利用列表法 图象法 函数法处理实验数据 3 验证胡克定律 三 实验器材铁架台 弹簧 毫米刻度尺 钩码若干 坐标纸 四 实验步骤1 按图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 在弹簧下端悬挂一个钩码 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 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 如图3所示 六 误差分析由于弹簧原长及伸长量的测量都不便于操作 存在较大的测量误差 另外由于弹簧自身的重力的影响 即当未放重物时 弹簧在自身重力的作用下 已经有一个伸长量 这样所作图线往往不过原点 七 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 刻度尺要保持竖直并靠近弹簧 以免增大误差 4 描点画线时 所描的点不一定都落在一条直线上 但应注意一定要使各点均匀分布在直线的两侧 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 预习完成后 请把你疑惑的问题记录在下面的表格中 要点一实验原理及实验操作 例1 某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系 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 方向 填 水平 或 竖直 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 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 重力加速度取9 8m s2 解析 1 为保证弹簧的形变只由砝码和砝码盘的重力引起 所以弹簧轴线和刻度尺均应在竖直方向 2 弹簧静止时 记录原长L0 表中的数据L3与其他数据有效数字位数不同 所以数据L3不规范 标准数据应读至厘米位的后两位 最后一位应为估计值 精确至mm位 所以刻度尺的最小分度为1mm 要点二实验数据处理 例2 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 请你根据表中数据作出分析 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 0 5N x 1 0cm代入得k 0 5N cm故函数表达式为F 0 5x N 4 函数表达式中常数就是弹簧的劲度系数 答案见解析 要点三创新实验 例3 在 探究弹力和弹簧伸长量的关系 并测定弹簧的劲度系数 的实验中 实验装置如图6所示 所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力 实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度 再将5个钩码逐个挂在绳子的下端 每次测出相应的弹簧总长度 2 由此图线可得出该弹簧的原长L0 cm 劲度系数k N m 3 试根据该同学以上的实验情况