2012高中物理 3.1探究弹力与形变的关系2教案 粤教版必修1

1 探究实验探究弹力与形变的关系探究实验探究弹力与形变的关系 物理现象观察物理现象观察 小明的爸爸是个警察 有一次他去找爸爸 刚好看到他爸爸与很多警察叔叔正在进行 爬墙和跳围墙训练 只见一个警察叔叔在一高高的 围墙 前 站在特制的弹簧跳板上 用力连续的向下蹬了 5 6 下 嗖 的一声就跳上了围墙 提出问题提出问题 1 如果警察叔叔站在跳板上只蹬一下他能跳上围墙吗 2 弹簧跳板对警察叔叔产生的弹力与弹簧形变量 压缩量 是 关系吗 猜想与假设猜想与假设 1 只蹬一下不一定能跳上围墙 经验依据 2 弹簧产生的弹力与其发生的形变量成正比 经验依据 设计实验设计实验 1 实验目的 探究弹力与形变的关系 计算弹簧的劲度系数 2 实验器材 铁架台 带铁夹 横梁 弹簧或弹簧秤 带挂钩 已知质量为 的钩码 一盒 相等 直尺 托盘 长木板 天平 3 实验原理 弹簧产生的弹力与弹簧的伸长量或压缩量有关 弹簧产生的弹力就是对重 物的拉力或支持力 重物 时 重物所受拉力或支持力F等于其重力G 即 F G 当弹簧上所挂重物的质量不同时 弹簧伸长量不同 测出其相应伸长量 如果各次弹力之比F1 F2 F3 F4 F5等于各次伸长量之比X1 X2 X3 X4 X5 则可 得出 图 一 图 二 进行实验进行实验 1 按图 一 装好铁架台和铁夹 将弹簧 的一端挂在铁架台的横梁上 2 用直尺测出弹簧没有挂重物时的长度L0 2 3 在弹簧下端挂上一个钩码 并用直尺测出此时弹簧的长度L1 填入表 一 4 用同样的方法在弹簧的下端挂上 2 个 3 个 4 个 5 个钩码 并用直尺测出弹簧相应 的长度L2 L3 L4 L5 并填入表 一 5 计算出X1 L1 L0 X2 L2 L0 X3 L3 L0 X4 L4 L0 X5 L5 L0 并填入表 一 6 求各次弹力之比F1 F2 F3 F4 F5和各次伸长量之比X1 X2 X3 X4 X5 并进行比 较 7 用天平称出托盘的质量 记为 0 按图 二 所示 将弹簧下端接在水平长木板上 上端放托盘 8 按前面第 3 4 5 6 7 步聚 在托盘上分别放 1 2 3 4 5 个钩码 测出各次弹 簧的压缩量X 注意 弹簧弹力F 0 X L0 L 其中 1 2 3 并填入表格 二 中 9 求出比值F1 F2 F3 F4 F5 和X1 X2 X3 X4 X5 并进行比较 10 换用不同的弹簧进行测量 并进行比较 11 整理仪器 分析表格 得出结论 表 一 表 二 次数弹 力 N 弹簧长度 弹簧伸 长量 次数弹 力弹簧长度 弹簧压 缩量 1 F1 L1 X1 1 F1 L1 X1 2 F2 L2 X2 2 F2 L2 X2 3 F3 L3 X3 3 F3 L3 X3 4 F4 L4 X4 4 F4 L4 X4 5 F5 L5 X5 5 F5 L5 X5 其中 L0 0 分析与论证分析与论证 1 请把上面表格填写好 2 通过计算 你会发现 弹簧的弹力之比与弹簧的伸长量或压缩量之比 则可 得出 3 你可进一步计算出弹簧的劲度系数K 即弹簧的弹力与形变量之比 并可知K与 有关 与 无关 3 评估评估 回顾以上操作 分析实验中操作错误的原因及影响实验结果的因素 1 一定要选用质量标准的钩码 2 用直尺和天平测量时 读数方法不恰当 会给计算结果带来直接影响 3 弹簧所挂钩码的总重力不能使弹簧超出其 4 你在计算劲度系数K时最好用图像法 即根据表格画出F X图像 求出图像的斜率 就行 5 你在读数时必须保证 是静止的 交流与讨论交流与讨论 1 如图 三 用一较长的薄钢板尺 支柱它的两头 在其上放一重物 钢板尺发生弯曲 再加一个重物 弯曲得更厉害 请说说其中的道理 并说明如果是桥梁 怎样使它更 安全些 2 一根弹簧 不挂物体时长 15 挂上 0 6 的物体时长 18 这根弹簧的劲度系数有多 大 10N 图 三 3 弹簧原长为 18 0 在其下端挂一重为 0 5 的物体时长为 25 5 现将两个 一样的弹簧都挂上 0 6 的物体后 再串联起来 竖直吊在天花板上 静止时两弹簧 的总长度为多少 如图 四 10N 小实验探究小实验探究 1 用电子门铃制作火灾自动报警器 材料 电子门铃 内已装电池 一具 日光灯起辉器两个 按钮开关一个 导线若干 图 四 方法 将起辉器的玻璃外壳敲破 把两个起辉器并联起来 然后接入电子门铃的按钮 开关处 与开关并联 就行 见图 五 电子门铃 2 自制转柄变阻器 材料 150 100 薄木板一块 按钮开关 废电炉丝一条 50 10 薄铁板 一块 无锈 标有 1 2 的带灯座的小 起辉器 图 五 灯泡一个 电池一节 导线 图钉 钉子 4 方法 如图 六 所示 将电炉丝用图 钉分成数段固定在木板上 图钉作为触 点 把薄铁板的一端用铁钉固定在木板 上 使它成为转柄 这就成了转柄变阻 器 将它用导线与电池 灯泡连起来就行 图 六 参考答案参考答案 探究实验三探究实验三 探究弹力与形变的关系探究弹力与形变的关系 提出问题 提出问题 2 正比 猜想与假设 猜想与假设 1 警察叔叔上跳的高度与弹簧跳板对他产生的弹力有关 2 弹簧压缩越厉害 警察叔叔跳得越高 设计实验 设计实验 3 静止 弹簧产生的弹力与其形变量成正比 分析与论证 分析与论证 2 相等 弹簧产生的弹力与其形变量成正比 3 弹簧本身 重物 等其它因素 评估 评估 3 弹性限度 5 弹簧与重物 交流与讨论 交流与讨论 1 钢板尺上放重物时 其受到压力而产生形变向下弯曲 形变量的大小与其 所受压力成正比 所以重物越多 弯曲越厉害 对于桥梁 为了保证安全 增大承受力而形变量要小 必须增大桥梁的强度 跨度不能太大 增大厚度 用抗压 抗拉能力大的材料建造 2 解 弹簧原长L0 15 挂上重物时 弹簧弹力F 0 6 10 6N 弹簧总长L 18 弹簧伸长量X L L0 3 0 03 又 F KX 劲度系数K N X F 2 102 03 0 6 3 解 由题意可知 弹簧原长 L0 18 当弹力为 F 0 5 10 5N 时 弹 簧伸长量为 X 25 5 18 7 5 5 弹簧的劲度系数为 K N LL F 3 2 5 7 5 0 当两弹簧挂上物体串联后 前一个弹簧的弹力为 F1 5N 2 10N 后一个弹簧 的弹力为 F2 5N 前一个弹簧的伸长量为 X1 15 3 2 10 1 N N K F 后一个弹簧的伸长量 X2 5 7 3 2 5 2 N N K F 弹簧的总长 L总 2L0 X1 X2 58 5 小实验探究 小实验探究 1 当