高中物理 第三章 相互作用 实验1 探究弹力和弹簧伸长的关系课件2 新人教版必修1.ppt

实验 探究弹力和弹簧伸长的关系 实验过程 一 实验步骤1 测l0 按图安装实验装置 记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0 2 测总长和弹力 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 重复 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 二 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 描点按照各点的分布和走向 尝试作一条平滑的曲线 包括直线 得出弹力f随弹簧伸长量x变化的图线 如图所示 2 以弹簧伸长量为自变量 写出弹力和弹簧伸长量之间的函数关系 函数表达式中常数即为弹簧的劲度系数 这个常数也可根据f x图线的斜率求解 k 误差分析 1 本实验误差的主要来源为读数和作图时的偶然误差 为了减小误差 要尽量多测几组数据 2 弹簧竖直悬挂时 弹簧自身的重力会带来系统误差 为了减小误差 实验中应使用轻质弹簧 注意事项 1 所挂钩码不要过重 以免超出弹簧的弹性限度 2 测弹簧长度时 一定要把弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量 3 记录数据时要注意弹力和弹簧伸长量的对应关系及单位 4 描点画线时一定让尽量多的点落在曲线上 不在曲线上的点均匀分布在曲线的两侧 5 尽量选用轻质弹簧以减小弹簧自身重力带来的影响 类型一实验原理及实验操作 典例1 2018 济南高一检测 某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系 导学号28974064 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 选填 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 数据如表 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 3 如图是该同学根据表中数据作的图 纵轴是砝码的质量 横轴是弹簧长度与 的差值 选填 l0 或 lx 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 正确解答 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 3 由题图知所挂砝码质量为0时 x为0 所以x l lx 4 由胡克定律f k x知 mg k l lx 即mg kx 所以图线斜率即为则弹簧的劲度系数k 4 9n m 同理砝码盘质量 0 01kg 10g 答案 1 竖直 2 静止l31mm 3 lx 4 4 910 类型二实验数据处理 典例2 在 探究弹力和弹簧伸长的关系 时 某同学把两根弹簧如图甲连接起来进行探究 导学号28974065 1 某次测量如图乙所示 指针示数为 cm 2 在弹性限度内 将50g的钩码逐个挂在弹簧下端 得到指针a b的示数la和lb如表 用表中数据计算弹簧 的劲度系数为 n m 重力加速度g取10m s2 由表中数据 选填 能 或 不能 计算出弹簧 的劲度系数 正确解答 1 刻度尺读数需要估读到精确位的下一位 由图可知指针示数为16 00cm 考虑到误差范围 15 95 16 05cm均算对 2 由胡克定律f k x 结合表格数据可知弹簧 的劲度系数k1 12 5n m 考虑误差范围情况下12 2 12 8n m均算正确 对于计算弹簧 的劲度系数 只需要测出弹簧 的形变量 结合两个指针的读数 可知指针b的变化量减去指