201x-201x高中物理 2.3 弹力（第2课时） 教科版必修

1、第二章第二章 力力 2.3 弹力弹力 第二课时第二课时高中物理高中物理必修一必修一教科版教科版目标定位目标定位探究弹力与弹簧伸长量的关系探究弹力与弹簧伸长量的关系探究弹力与弹簧伸长量之间的关系探究弹力与弹簧伸长量之间的关系. 学会利用列表法、图象法、函数法处理实验数据学会利用列表法、图象法、函数法处理实验数据 能根据能根据Fx、Fl图象求出弹簧的劲度系数图象求出弹簧的劲度系数 123目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习预习导学预习导学1实验原理：实验原理：（1）大小相等）大小相等 刻度尺刻度尺 原长原长 （2）平滑的曲线）平滑的曲线 想一想想一想：在探究弹簧的形变与

2、外力的关系的实在探究弹簧的形变与外力的关系的实验中，测量原长水平放置与竖直有什么区别？验中，测量原长水平放置与竖直有什么区别？ 答案：答案：1.水平放置的原长小于竖直放置的原长竖水平放置的原长小于竖直放置的原长竖直放置时，弹簧重力把弹簧拉长了，所以测得的原直放置时，弹簧重力把弹簧拉长了，所以测得的原长大长大.2.在做实验时应该考虑弹簧的质量带来的影响，在做实验时应该考虑弹簧的质量带来的影响，水平使用时，原长指弹簧本身的长度水平使用时，原长指弹簧本身的长度(水平测得的水平测得的原长原长)竖直使用时，原长指弹簧受重力，发生形竖直使用时，原长指弹簧受重力，发生形变后的总长变后的总长(竖直测得的原长竖

3、直测得的原长) 探究弹力与弹簧伸长量的关系探究弹力与弹簧伸长量的关系2实验器材：实验器材：轻弹簧轻弹簧 刻度尺刻度尺 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习课堂讲义课堂讲义一、一、实验步骤实验步骤1将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用 刻度尺测出弹簧刻度尺测出弹簧自然伸长自然伸长状态时的长度状态时的长度l0，即原长，即原长 2如图乙所示，在弹簧下端如图乙所示，在弹簧下端 挂挂质量为质量为m1的钩码，测出的钩码，测出 此时弹簧的此时弹簧的长度长度l1，记录，记录m1 和和l1. 3改变改变所挂钩码的所挂钩码的质量质量，重重

4、 复复2步骤，记录步骤，记录m2、m3、 m4、m5、和相应的弹簧和相应的弹簧 长度长度l2、l3、l4、l5、 探究弹力与弹簧伸长量的关系探究弹力与弹簧伸长量的关系目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习课堂讲义课堂讲义一、一、实验步骤实验步骤4计算出每次弹簧的计算出每次弹簧的伸长量伸长量x(xll0)和弹簧受和弹簧受到的到的拉力拉力F(Fmg)，并将数据填入表格，并将数据填入表格. 探究弹力与弹簧伸长量的关系探究弹力与弹簧伸长量的关系1234567F/N0l/cmx/cm0目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习课堂讲义课堂讲义二、数据处理二

5、、数据处理1建立直角坐标系，以建立直角坐标系，以F为纵轴为纵轴，x为横轴为横轴，根据测量，根据测量数据用描点法作图连接各点得出数据用描点法作图连接各点得出F随弹簧伸长量随弹簧伸长量x变变化的图线化的图线 2以弹簧的伸长量为自变量，写以弹簧的伸长量为自变量，写出出弹力和弹簧伸长量弹力和弹簧伸长量之间的函数关之间的函数关系首先尝试一次函数，如果不行系首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数则考虑二次函数 探究弹力与弹簧伸长量的关系探究弹力与弹簧伸长量的关系Fx3得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义释函数表达式中常数的物理意义目标定

6、位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习课堂讲义课堂讲义三、误差分析三、误差分析 1读数和作图读数和作图时会带来时会带来偶然偶然误差为了减小误差为了减小 偶然误差，要尽量多测几组数据偶然误差，要尽量多测几组数据 2弹簧竖直悬挂时，未考虑弹簧弹簧竖直悬挂时，未考虑弹簧自身重力自身重力的影的影 响会带来系统误差为了减小该系统误差，响会带来系统误差为了减小该系统误差， 实验中应使用轻质弹簧实验中应使用轻质弹簧 探究弹力与弹簧伸长量的关系探究弹力与弹簧伸长量的关系目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习课堂讲义课堂讲义四、注意事项四、注意事项1实验中弹簧下端挂

7、的实验中弹簧下端挂的钩码不要太多钩码不要太多，以免超出弹，以免超出弹 簧的弹性限度簧的弹性限度.2测量长度时，应测量长度时，应区别区别弹簧弹簧原长原长l0、实际长度实际长度l及及伸伸 长量长量x三者之间的不同，明确三者之间的关系三者之间的不同，明确三者之间的关系. 探究弹力与弹簧伸长量的关系探究弹力与弹簧伸长量的关系3记录数据时要注意弹力及伸长量的对应关系及记录数据时要注意弹力及伸长量的对应关系及 单位单位 4描点作图时描点作图时,应使尽量多的点落在画出的线上，可应使尽量多的点落在画出的线上，可 允许少数点分布于线两侧，描出的线不应是折线允许少数点分布于线两侧，描出的线不应是折线, 而而应是平

8、滑的曲线或直线应是平滑的曲线或直线. 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习课堂讲义课堂讲义例例1 (1)在在“探究弹力和探究弹力和弹簧伸长量之间的关系弹簧伸长量之间的关系”的实验中，以下说法正确的实验中，以下说法正确的是的是()A弹簧被拉伸时，不能弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度超出它的弹性限度B用悬挂钩码的方法给用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力时，应竖直弹簧施加拉力时，应竖直悬挂弹簧，挂在弹簧下端悬挂弹簧，挂在弹簧下端的钩码应处于静止状态的钩码应处于静止状态探究弹力与弹簧伸长量的关系探究弹力与弹簧伸长量的关系弹性限度内满足胡克定弹性限度内满足胡克定律，超出则不满足

9、律，超出则不满足钩码受重力和弹力钩码受重力和弹力等大反向等大反向目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习典例精析典例精析 课堂讲义课堂讲义例例1 (1)在在“探究弹力和探究弹力和弹簧伸长量之间的关系弹簧伸长量之间的关系”的实验中，以下说法正确的实验中，以下说法正确的是的是()C用直尺测得弹簧的长用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量度即为弹簧的伸长量D用几个不同的弹簧，用几个不同的弹簧，分别测出它们所受的拉力分别测出它们所受的拉力与伸长量，可得出拉力与与伸长量，可得出拉力与伸长量之比相等伸长量之比相等探究弹力与弹簧伸长量的关系探究弹力与弹簧伸长量的关系等于原长加伸长量等于

10、原长加伸长量劲度系数不同，拉力劲度系数不同，拉力与伸长量之比与伸长量之比 不相等不相等FkxAB 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习课堂讲义课堂讲义例例1 (2)某同学做某同学做“探究探究弹力和弹簧伸长量之间的弹力和弹簧伸长量之间的关系关系”的实验，他先把弹的实验，他先把弹簧秤放在水平桌面上使其簧秤放在水平桌面上使其自然伸展，用直尺测出其自然伸展，用直尺测出其长度长度L0，再把弹簧竖直悬，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码，平衡挂起来，挂上钩码，平衡后测出其长度后测出其长度L，令，令xLL0。改变钩码数，进行。改变钩码数，进行多次测量，用多次测量，用F表示弹簧表示弹簧

11、下端受到的钩码的拉力，下端受到的钩码的拉力，则如下所示的则如下所示的Fx图线，图线，你认为符合实际情况的是你认为符合实际情况的是()探究弹力与弹簧伸长量的关系探究弹力与弹簧伸长量的关系由于自重，弹簧长度会偏大由于自重，弹簧长度会偏大由于自重引起的由于自重引起的C 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习课堂讲义课堂讲义探究弹力与弹簧伸长量的关系探究弹力与弹簧伸长量的关系针对训练针对训练用一个支架、一根弹簧、一把直尺和一用一个支架、一根弹簧、一把直尺和一个已知质量的钩码，来测定某个不太重的物体有多重，个已知质量的钩码，来测定某个不太重的物体有多重，该怎么做？该怎么做？ (

12、1)将弹簧上端固定在支架上测出原长将弹簧上端固定在支架上测出原长解析解析 测量弹簧的长度测量弹簧的长度(2)挂上钩码，测出伸长量挂上钩码，测出伸长量x(3)取下钩码换上待测物体，测出弹簧伸长取下钩码换上待测物体，测出弹簧伸长x 待测待测mg=kxmg=kx(4)待测物体的重力待测物体的重力mgm gxx目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习课堂讲义课堂讲义(1)将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一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侧弹簧轴线和刻度尺都应在_(填填“水平水平”或或“竖直竖直”)方向方向探究弹力与弹簧伸长量的关系探究弹

13、力与弹簧伸长量的关系弹簧形变是由砝码和砝码盘的重力产生弹簧形变是由砝码和砝码盘的重力产生重力竖直向下，轴线应竖直重力竖直向下，轴线应竖直竖直竖直例例2 某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习课堂讲义课堂讲义(2)弹簧自然悬挂，待弹簧弹簧自然悬挂，待弹簧_时，长度记为时，长度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每；在砝码盘中每次增加次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为砝码，弹簧长度依次记为L1至至L6.数据如下数据如下表表 探究弹力与弹簧伸长量的关系探究弹力

14、与弹簧伸长量的关系代表符号代表符号L0LxL1L2L3L4L5L6数值数值(cm) 25.35 27.35 29.35 31.30 33.4 35.35 37.40 39.30表中有一个数值记录不规范，代表符号为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由表可知所用刻度尺的最小分度为_ 静止稳定时，重力等于弹力静止稳定时，重力等于弹力 静止稳定静止稳定精确到精确到mm，估读到，估读到与众不同与众不同L3 1mm例例2 某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习课堂讲义课堂讲义(3)图

15、是该同学根据表中数据作的图象，纵轴是砝码图是该同学根据表中数据作的图象，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与的质量，横轴是弹簧长度与_(填填“L0”或或“Lx”)的差值的差值 探究弹力与弹簧伸长量的关系探究弹力与弹簧伸长量的关系例例2 某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系砝码质量为砝码质量为0，x值为值为0自重时的长度自重时的长度xLLx 挂砝码盘时的长度挂砝码盘时的长度设为设为L Lx目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习课堂讲义课堂讲义探究弹力与弹簧伸长量的关系探究弹力与弹簧伸长量的关系(4)由图可知弹簧的劲度系数为由图可知弹簧的劲度系数

16、为_N/m；通过图；通过图和表可知砝码盘的质量为和表可知砝码盘的质量为_g (结果保留两位有结果保留两位有效数字效数字,重力加速度重力加速度g取取9.8 m/s2) 例例2 某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系由胡克定律由胡克定律Fkx知，知，mgk(LLx) 斜率表斜率表示劲度示劲度系数系数32(60 10) 109.8N/m=(12 2) 104.9 N/mmgkx砝码盘质量砝码盘质量 00.01 kg 1)0( xkLgLmg10目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习课堂讲义课堂讲义针对训练针对训练在在“探究弹力探究弹力与弹簧伸长量的

17、关系与弹簧伸长量的关系”的的实验中实验中,某实验小组将不同某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端弹簧下端,进行测量进行测量,根据实根据实验所测数据验所测数据,利用描点法作利用描点法作出了所挂钩码的重力出了所挂钩码的重力G与弹与弹簧总长簧总长L的关系图象的关系图象,如图所如图所示，根据图象回答以下问示，根据图象回答以下问题题：(1)弹簧的原长为弹簧的原长为_(2)弹簧的劲度系数为弹簧的劲度系数为_(3)分析图象，总结出弹分析图象，总结出弹簧弹力簧弹力F与弹簧总长与弹簧总长L之之间的关系式为：间的关系式为：_.探究弹力与弹簧伸长量的关系探究弹力与弹簧伸长量的关系弹簧的

18、弹力弹簧的弹力弹簧原长弹簧原长 240N/m=(14 10) 11 N/m0000mgkx斜率表示斜率表示劲度系数劲度系数10cm1000N/mF1 000(L0.10) N F1 000(L0.10) N 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习对点练习对点练习探究弹力与弹簧伸长量的关系探究弹力与弹簧伸长量的关系1做做“探究弹力和弹簧伸探究弹力和弹簧伸长量的关系长量的关系”的实验步骤如的实验步骤如下下:A以弹簧伸长量为横坐标以弹簧伸长量为横坐标, 以弹力为纵坐标以弹力为纵坐标,描出各组描出各组 数据数据(x，F)对应的点，对应的点， 并并 用平滑的曲线连接起来用平滑的

19、曲线连接起来B记下弹簧不挂钩码时其记下弹簧不挂钩码时其 下端在刻度尺上的刻度下端在刻度尺上的刻度L0;C将铁架台固定于桌子上将铁架台固定于桌子上 (也可在横梁的另一侧挂也可在横梁的另一侧挂 上一定的配重上一定的配重)，并将弹，并将弹 簧的一端系于横梁上簧的一端系于横梁上,在弹在弹 簧附近竖直固定一刻度尺簧附近竖直固定一刻度尺;D依次在弹簧下端挂上依次在弹簧下端挂上2 个、个、3个、个、4个、个、钩钩 码，并分别记下钩码静码，并分别记下钩码静 止时，弹簧下端所对应止时，弹簧下端所对应 的刻度并记录在表格的刻度并记录在表格 内，然后取下钩码；内，然后取下钩码；E以弹簧伸长量为自变以弹簧伸长量为自变 量，写出弹力与伸长量量，写出弹力与伸长量 的关系式，首先尝试写的关系式，首先尝试写 成一次函数，如果不行成一次函数，如果不行 则考虑二次函数；则考虑二次函数；F解释函数表达式中常数解释函数表达式中常数 的物理意义；的物理意义；G整理仪器整理仪器目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习对点练习对点练习探究弹力与弹簧伸长量的关系探究弹力与弹簧伸长量的