高考物理一轮复习 第2章 第4课时 实验 探究弹力和弹簧伸长量的关系课件 粤教版.ppt

广州出版社 2015年五羊高考 高考总复习物理 课件 2015年五羊高考物理复习 第4课时实验探究弹力与弹簧伸长量的关系 课前自主解读 1 实验目的探究弹簧的弹力与弹簧的形变量之间的关系 掌握利用图象研究物理量之间关系的科学方法 2 实验原理弹簧所受到的拉力与悬挂的物体重力平衡时 实验测量弹簧伸长量 每个重物 钩码 质量已知 便可利用图象研究弹力与 之间的关系 3 实验器材弹簧 钩码 铁架台 坐标纸等 4 实验步骤及注意事项 1 将弹簧悬吊在铁架台上 让弹簧自由下垂 在弹簧 的情况下测量弹簧原长 伸长量 不挂钩码 刻度尺 2 将已知质量的钩码悬挂在弹簧下端 在平衡时测量弹簧的总长 计算此时 及 并填写入表格内 改变所悬挂钩码质量 重复实验多次 3 所悬挂的钩码重力要适当 以免导致弹簧超过弹性限度 4 根据实验数据 在坐标纸上以 为纵坐标 为横坐标 描点 作出图线 5 以弹簧的 为自变量 根据图线写出弹簧弹力与 之间的关系式 课前自主解读 悬挂钩码重力 伸长量 弹簧伸长量 弹簧弹力 弹簧伸长量 伸长量 课堂主题互动 主题一 了解实验步骤与环节 例题1 某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中 设计了如图所示的实验装置 实验中 1 有如下一些步骤a 在弹簧下端挂上一个钩码 观察指针所指位置 测出弹簧的伸长x1 b 将弹簧固定悬挂在金属横杆上 将刻度尺竖直固定在弹簧旁 观察弹簧指针所指位置 并记下该位置 c 在坐标纸上建立平面直角坐标系 以f为纵坐标 x为横坐标 根据实验数据 选定两坐标轴适当的标度 d 将各组实验数据在平面坐标上进行描点 观察点的分布与走势 用平滑曲线作出反映f和x的关系图象 e 将铁架台放在水平实验桌上 将金属横杆水平固定在铁架台上 f 给弹簧下端挂上两个钩码 三个钩码 分别观察指针所指的位置 测出对应的伸长x2 x3 g 根据图象和数据做出结论并整理仪器 主题一 了解实验步骤与环节 例题1 实验中合理实验步骤排序为 2 实验中直接测量的物理量有 e b a f c d g 钩码个数 弹簧长度 启示 实验目的决定实验原理 实验原理决定实验过程 实验过程决定实验环节 因此一切应从实验目的出发 从实验原理出发 仔细斟酌每个环节 主题二 了解实验数据的测量与获取 例题2 某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系 并测弹簧的劲度系数k 做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上 然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧 并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上 当弹簧自然下垂时 指针指示的刻度数值记作l0 弹簧下端挂一个50g的砝码时 指针指示的刻度数值记作l1 弹簧下端挂两个50g的砝码时 指针指示的刻度数值记作l2 挂七个50g的砝码时 指针指示的刻度数值记作l7 1 下表记录的是该同学已测出的6个值 其中有两个数值在记录时有误 它们的代表符号分别是 和 2 实验中 l3和l7两个数值还没有测定 请你根据图 甲 乙 分别将这两个测量值填入记录表中 主题二 了解实验数据的测量与获取 l5 l6 6 85 0 01 14 05 0 01 例题3 在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中 将弹簧水平放置测出其自然长度 然后竖直悬挂让其自然下垂 在其下端竖直向下施加外力f 实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的 用记录的外力f与弹簧的形变量x作出的描点如图所示 试由图可得 1 在根据描点作f x图线 2 图线不过原点的原因是由于 3 弹簧的劲度系数为 计算结果保留三位有效数字 主题三 利用图象法处理实验数据 弹簧重力不能忽略不计 在没有挂钩码的情况下弹簧依然有伸长 200n m 变式1 为了测量某一弹簧的劲度系数 将该弹簧竖直悬挂起来 在自由端挂上不同质量的钩码 实验测出了钩码质量m与弹簧长度l的相应数据 其对应点已在图上标出 g 10m s2 1 作出m l的关系图线 2 弹簧的劲度系数为 n m 结果保留三位有效数字 3 该弹簧的自然长度为 cm 结果保留两位有效数字 主题三 利用图象法处理实验数据 0 250 0 010 8 5 例题4 我们做过 探究弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系 实验 知道在弹性限度内 弹簧弹力f的大小与弹簧的伸长 或缩短 量x成正比 并且不同的弹簧 其劲度系数不同 现有劲度系数分别为k1 k2的弹簧a和b 若将他们串联成一根新弹簧c 探究弹簧c的劲度系数k与k1 k2的关系 1 同学甲的猜想是k k1 k2 同学乙认为 其中有一位同学的看法是对的 请判断谁对谁错 并写出你判断的依据 2 为了验证理论推导的正确性 可通过实验来完成 实验所需的器材除弹簧a和b 已知质量且质量相等的钩码外 还需要的器材有 主题四 根据探究的物理问题 设计实验方案 铁架台 刻度尺 主题四 根据探究的物理问题 设计实验方案 例题4 3 研究弹簧c的劲度系数 实验中需要一个数据记录表 请你填写出记录表的测量数据的名称 实验数据记录表弹簧c原长 l0 cm 4 请写出完成实验的步骤 测量物理量 数据 钩码质量m nm kg 弹簧c受到的拉力f mg n 弹簧的长度l cm 主题四 根据探究的物理问题 设计实验方案 4 请写出完成实验的步骤 1 如图4 1 a 所示 用铁架台 弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码 探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系实验 1 为完成实验 还需要的实验器材有 2 实验中需要测量的物理量有 3 图 b 是弹簧所受弹力f与弹簧伸长长度x的f x图线 由此可求出弹簧的劲度系数为 n m 图线不过原点的原因是由于 课外演练 毫米刻度尺 200 弹簧的重力不能忽略不计 课外演练 2 在探究弹力和弹簧伸长的关系实验中 小明同学用甲 乙两根规格不同的弹簧进行实验 由实验得到弹簧伸长x与弹簧受到拉力f关系如图a所示 由图求得弹簧乙的劲度系数 n m 若要在两根弹簧中选用一个来制作精确程度较高的弹簧秤 应选弹簧 用制作好的弹簧秤来测量物体的重力 如图b所示 物体重 n 200 甲 4 00 3 某同学利用如图 甲 装置做 探究弹簧弹力大小与其长度的关系 的实验 在安装刻度尺时 必须使刻度尺保持 状态 他通过实验得到如图 乙 所示的弹力大小f与弹簧长度x的关系图线 由此图线可得该弹簧的原长x0 cm 劲度系数k n m 他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤 当弹簧秤上的示数如图 丙 所示时 该弹簧的长度x cm 课外演练 竖直 4 50 10 4 某同学和你一起探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系 并测量弹簧的劲度系数k 做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上 然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧 并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上 当弹簧自然下垂时 指针指示的刻度数值记作l0 弹簧下端挂一个50g的砝码时 指针指示的刻度数值记作l1 弹簧下端挂两个50g的砝码时 指针指示的刻度数值记作l2 挂七个50g的砝码时 指针指示的刻度数值记作l7 测量记录表如下 课外演练 1 实验中 l3和l7两个值还没有测定 请你根据图4 4将这两个测量值填入记录表中 课外演练 6 84 6 86 14 04 14 06 2 该同学已在图中标出了6个数值对应的坐标点 请你在该图4 5中标出l3 l7两个点对应的坐标点 并画出l m图线 3 根据上问所画图线计算出该弹簧的劲度系数为 n m 保留三位有效数字 课外演练 28 0 29 5 5 某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系 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 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 表中有一个数值记录不