《浙江临海杜桥中学高中物理 第4单元 实验 必修1.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浙江临海杜桥中学高中物理 第4单元 实验 必修1.ppt（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一 实验目的1 探究弹力与弹簧伸长量的定量关系 2 学会用列表法 图象法 函数法处理实验数据 二 实验原理1 如图所示 在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长 平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等 第4单元实验 一 探究弹力和弹簧伸长的关系 2 弹簧的长度可用刻度尺直接测出 伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算 这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系了 三 实验器材铁架台 弹簧 毫米刻度尺 钩码若干 三角板 坐标纸 重垂线 铅笔 四 实验步骤1 将弹簧挂在支架上 测量弹簧的原长l0 2 在弹簧下端挂上钩码 待钩码静止时测出弹簧的长度l 3 求出弹簧的伸长量x和所受的外
2、力F 等于所挂钩码的重力 4 改变所挂钩码的数量 重复上述实验 要尽量多测几组数据 将所测数据填写在下列表格中记录表 弹簧原长l0 cm 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 2 以弹簧的伸长量x为自变量 写出曲线所代表的函数 首先尝试写成一次函数 如果不行则考虑二次函数 3 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 六 误差分析1 弹簧拉力大小的不稳定易造成误差 使弹簧的悬挂端固定 另一端通过悬挂钩码来充当对弹簧的拉力 可以提高实验的准确度 2 弹簧长度的测量
3、是本实验的主要误差来源 测量时尽量精确地测量弹簧的长度 3 在F x图象上描点 作图不准确 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 这样作出的图线更精确 3 测量弹簧的原长时要让它自然下垂 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 以减小误差 4 测量有关长度时 应区别弹簧原长l0 实际总长l及伸长量x三者之间的不同 明确三者之间的关系 5 建立平面直角坐标系时 两轴上单位长度所代表的量值要适当 不可过大 也不可过小 6 描点画线时 所描的点不一定都落在一条曲线上 但应注意一定要使各点
4、均匀分布在曲线的两侧 描出的线不应是折线 而应是平滑的曲线 7 记录数据时要注意弹力与弹簧伸长量的对应关系及单位 类型一实验中应注意的问题 例1 1 在 探究弹力和弹簧伸长的关系 的实验中 以下说法正确的是 A 弹簧被拉伸时 不能超出它的弹性限度B 用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力 应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C 用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D 用几个不同的弹簧 分别测出几组拉力与伸长量 得出拉力与伸长量之比相等 2 某同学做 探究弹力和弹簧伸长的关系 的实验 他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长 用直尺测出弹簧的原长L0 再把弹簧竖直悬挂起来 挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L 把
5、L L0作为弹簧的伸长量x 这样操作 由于弹簧自身重力的影响 最后画出的图线可能是图中的 解析 1 本实验中应以所研究的一根弹簧为实验对象 在弹性限度内通过增减钩码的数目 以改变对弹簧的拉力 来探索弹力与弹簧伸长的关系 所以选A B 2 考虑弹簧自身重力的影响 当不挂钩码时 弹簧的伸长量x 0 所以选C 答案 1 AB 2 C 类型二实验数据的处理 例2 2011年高考安徽理综 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砝码 实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据 其对应点已在图上标出 g 9 8m s2 1 作出m l的关系图线 2 弹簧的劲度系数为 N m
6、 解析 1 画一条直线尽量通过较多的点 如图所示 答案 1 见解析图 2 0 261 在0 248 0 262间均可 类型三实验创新设计 例3 橡皮筋也像弹簧一样 在弹性限度内 伸长量x与弹力F成正比 即F kx k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度l 横截面积S有关 理论和实践都表明k Y 其中Y是一个由材料决定的常数 材料力学中称之为杨氏模量 1 在国际单位制中 杨氏模量Y的单位应该是 A NB mC N mD Pa 2 有一段横截面为圆形的橡皮筋 应用如图所示的实验装置 可以测量出它的杨氏模量Y的值 首先利用测量工具a测得橡皮筋的长度l 20 00cm 利用测量工具b测得橡皮筋未受到拉力时的直径D 4 000mm 那么测量工具a和b应分别为 3 用如图 a 所示的装置就可以测量出这种橡皮筋的Y值 下表为橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录 请在图 b 中做出F x图象 4 由以上实验可求出该橡皮筋的Y值为 保留一位有效数字 答案 1 D 2 毫米刻度尺螺旋测微器 3 见解析图 4 5 106Pa
