《高二人教物理选修31课件第1章第8节电容器的电容共321》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高二人教物理选修31课件第1章第8节电容器的电容共321（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章,相互作用,第3讲实验：探究弹力与弹簧伸长量的关系,目标定位 1.探究弹力与弹簧伸长量之间的关系. 2.学会利用列表法、图象法、函数法处理实验数据. 3.能根据F-x、F-l图象求出弹簧的劲度系数.,预习导学 梳理识记点拨,1.实验原理：(1)如图1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受到的重力 .弹簧的原长与挂上钩码后弹簧的长度可以用_测出，其伸长量x可以用弹簧的长度减去 来求得.,大小相等,刻度尺,原长,图1,(2)建立直角坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实验所测得的各组(x，F)对应的点，用 连接起来，根据实
2、验所得的图线，就可探知弹力大小与弹簧伸长量之间的关系.,平滑的曲线,想一想： 在探究弹力与弹簧伸长量的关系的实验中，测量原长时弹簧水平放置与竖直放置有什么区别？ 答案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，所以测得的原长大.,2.实验器材： 、钩码(一盒)、 、铁架台、坐标纸.,轻弹簧,刻度尺,课堂讲义 理解深化探究,一、实验步骤 1.将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0，即原长.,2.如图2所示，在弹簧下端挂质量为m1的钩码，测出此时弹簧的长度l1，记录m1和l1.,图2,3.改变所挂钩码的质量，重复步骤2，记录m2、m
3、3、m4、m5、和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5、. 4.计算出每次弹簧的伸长量x(xll0)和弹簧受到的拉力F(Fmg)，并将数据填入表格.,二、数据处理 1.建立直角坐标系，以F为纵轴，x为横轴，根据测量数据用描点法作图.连接各点得出F随x变化的图线. 2.以弹簧的伸长量为自变量，写出弹力和弹簧伸长量之间的函数关系.首先尝试一次函数，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.,三、误差分析 1.读数和作图时会带来偶然误差.为了减小偶然误差，要尽量多测几组数据. 2.弹簧竖直悬挂时，未考虑弹簧自身重力的影响会带来系统误差.为了减小
4、该系统误差，实验中应使用轻质弹簧.,四、注意事项 1.实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免超出弹簧的弹性限度. 2.测量长度时，应区别弹簧原长l0、实际长度l及伸长量x三者之间的不同，明确三者之间的关系. 3.记录数据时要注意弹力及伸长量的对应关系及单位.,4.描点作图时，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，而应是平滑的曲线或直线.,例1 (1)在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”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时，应竖直悬挂弹簧， 挂在弹簧下端的钩码应处于静止状态,C.用直尺测得的弹
5、簧的长度即为弹簧的伸长量 D.用几个不同的弹簧，分别测出它们所受的拉力与伸长量， 可得出拉力与伸长量之比相等 解析实验时弹簧被拉伸的长度不能超出它的弹性限度，A正确；,要使弹簧的弹力等于钩码重力的大小，应竖直悬挂弹簧，且要使弹簧下端的钩码处于静止状态，B正确； 弹簧的伸长量等于弹簧的长度减去弹簧的原长，C错误； 不同的弹簧的劲度系数不同，所以拉力与伸长量之比不相等，D错误. 答案AB,(2)某同学做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验中，先把弹簧放在水平桌面上使其自然伸展，用直尺测出其长度L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码，平衡后测出其长度L，令xLL0.改变钩码数，进行多次测量，用F表示弹
6、簧下端受到的钩码的拉力，则下列F-x图线，你认为符合实际情况的是(),解析因为弹簧是被放在水平桌面上测得的原长，把弹簧竖直悬挂起来后，由于重力的作用，弹簧的长度会增大，所以图线应出现x轴上有截距，C正确，A、B、D错误. 答案C,例2 某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系. (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_(填“水平”或“竖直”)方向. 解析为保证弹簧的形变只由砝码和砝码盘的重力产生，所以弹簧轴线和刻度尺均应在竖直方向. 答案竖直,(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10 g砝码，弹簧长度依
7、次记为L1至L6.数据如下表.,表中有一个数值记录不规范，代表符号为_.,解析弹簧静止稳定时，记录原长L0； 表中的数据L3与其他数据有效位数不同，所以数据L3不规范. 答案静止L3,(3)图3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_(填“L0”或“Lx”)的差值.,图3,解析由题图知所挂砝码质量为0时，x为0，所以xLLx (L为弹簧长度). 答案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g取9.8 m/s2) 解析由胡克定律Fkx知，mgk(LLx)，即mgkx，所以图线斜率即为弹簧的劲度系数
8、,答案4.910,(1)弹簧的原长为_. (2)弹簧的劲度系数为_. 解析钩码的重力等于其对弹簧的拉力，根据胡克定律Fkxk(LL0)，所以图线在横轴上的截距表示弹簧原长，斜率表示劲度系数，故,1 000 N/m,10 cm,1 000 N/m,对点练习 巩固应用反馈,1.做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验步骤如下： A.以弹簧伸长量为横坐标，弹力为纵坐标，描出各组数据 (x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来； B.记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度L0；,C.将铁架台固定于桌子上(也可在横梁的另一侧挂上一定的 配重)，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直 固定一刻度尺； D
9、.依次在弹簧下端挂上2个、3个、4个、钩码，并分别 记下钩码静止时，弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内， 然后取下钩码；,E.以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与伸长量的关系式， 首先尝试写成一次函数，如果不行则考虑二次函数； F.解释函数表达式中常数的物理意义； G.整理仪器. 请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：_ _.,解析根据实验的实验操作过程应先安装仪器，再挂钩码然后记录数据，分析数据，最后整理即可，先后顺序排列为CBDAEFG. 答案CBDAEFG,2.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5上标出.(重力加速度g9.8 m/s2) (1)在图中作出m-l的关系图线.,图5,解析根据所描的点画直线即可. 答案如图所示,(2)弹簧的劲度系数为_N/m. 解析在直线上取相距较远的两点，横轴之差l为弹簧长度的变化量,纵轴之差m为钩码质量的变化量, 0.265 N/m.,0.265(0.2500.280均可),
