《3.1重力与弹力 第二课时（胡克定律和实验）—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册导学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《3.1重力与弹力 第二课时（胡克定律和实验）—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册导学案（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、word版 高中物理第三章 第一节重力和弹力第二课时胡克定律和实验一、探究弹力和弹簧伸长的关系（一）实验目的(1)探究弹力与弹簧伸长量之间的关系。(2)学会利用列表法、图像法、函数法处理实验数据。(3)验证胡克定律。（二）实验原理(1)如图实11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。图实11(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。(3)求弹簧的劲度系数弹簧的弹力F与其伸长量x成正比，比例系数k，即为弹簧的劲度系数；另外，在Fx图像中，直线的斜率也等
2、于弹簧的劲度系数。（三）实验器材铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、坐标纸。（四）实验步骤(1)按图实12安装实验装置，记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0。图实12(2)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)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，xll0表示弹簧的伸长量。1234567F/N0l/cmx/cm0（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，如图实13所示。图实13(2)以弹簧伸长量为自变量，写出
3、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，这个常数也可据Fx图线的斜率求解，k。（六）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一些，这样作出的图线精确。(3)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，刻度尺要保持竖直并靠近弹簧，以免增大误差。(4)描点画线时，所描的点不一定都落在一条直线上，但应注意一定要使各点均匀分布在直线的两侧。(5)记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位。（七）误差分析由于弹簧原长及伸长量的测量都不便于操作，存在较大的测量误差，另
4、外由于弹簧自身的重力的影响，即当未放重物时，弹簧在自身重力的作用下，已经有一个伸长量，这样所作图线往往不过原点。二、胡克定律.弹力的大小跟物体形变的大小有关，形变越大，弹力也越大，形变消失，弹力随着消失。弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧 的长度x成 ，即F= 。式中的 称为弹簧的劲度系数，单位是 ，单位的符号用 表示。劲度决定于弹簧本身的结构（材料、匝数、直径等）。这个规律叫做胡克定律。2.弹力的大小与发生形变的物体的_有关，还与形变的_有关；对于发生弹性形变的弹簧而言，弹力与弹簧的形变量（伸长或缩短的长度）成_.一弹簧的劲度系数为500N/m,它表示_,若用200N的力拉弹簧,则弹簧的
5、伸长量为_m.例：如图所示，弹簧的劲度系数为k，球重为G，平衡时球在A位置。今用力将小球向下拉长x至B位置，则此时弹簧的弹力为( )A.kx B.kx+G C.G-kx D.以上都不对分析和解 小球在A位置受重力和弹力f1相平衡，当在力的作用下移到B位置时，弹簧的总弹力为ff1+f2G+kx。故B选项正确。同步练习：一根弹簧原长8cm，上端固定，下端挂重10N重物时，弹簧长度为10cm，弹簧的劲度系数为_，若下端悬挂的重物再增加5N，静止时弹簧的长度是_。同步练习： 500N/m 11cm当堂练习1.关于弹性形变的概念，下列说法正确的是（ ）A物体形状的改变叫弹性形变B物体在外力停止作用后的形
6、变，叫弹性形变C一根铁杆用力弯折后的形变就是弹性形变D物体在外力停止作用后，能够恢复原来形状的形变1D 2.物体A受到外力作用发生弹性形变时,发生形变的物体A对使它发生形变的物体B产生弹力作用,下列说法中正确的是()A.物体A先发生形变,后产生弹力B.物体A先产生弹力,后发生形变C.弹力和形变是同时产生同时变化的D.物体A由于形变而对物体B产生了弹力作用2. CD3如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：中弹簧的左端固定在墙上，中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用，中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，中弹簧的左端拴一小物块
7、，物块在有摩擦的桌面上滑动。若认为弹簧的质量都为零，以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量，则有() Al2l1 Bl4l3 Cl1l3 Dl2l43.D4.关于弹簧的劲度系数k,下列说法正确的是()A.与弹簧所受的拉力大小有关,拉力越大,k值也越大B.由弹簧本身决定,与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关C.与弹簧发生的形变的大小有关,形变越大,k值越小D.与弹簧本身特性,所受拉力的大小.形变大小都无关4.B5.关于胡克定律的下列说法，正确的是 （ ）A拉力相同、伸长也相同的弹簧，它们的劲度相同B劲度相同的弹簧，弹簧的伸长相同C知道弹簧的劲度，就可以算出任何拉力下的弹簧伸长D劲度和拉力
8、、伸长没有关系，它只决定于弹簧的材料、长度、弹簧丝的粗细5.AD6.如图所示，两根原长都是10cm的弹簧，劲度系数都是100N/m，小球A、B的质量相等，均为100g，若不计弹簧质量，而且两小球的直径不计，则悬点O到B之间的弹簧总长度是 cm。(g取10N/kg)6.23cm 7.如图，GA=100N，GB40N，弹簧的劲度系数为500N/m，不计绳重和摩擦，求：物体A对支持面的压力和弹簧的伸长量。7.60N，8cm8.一弹簧受到80牛的拉力作用时弹簧伸长为14，弹簧受到40牛的压力作用时，弹簧长度为8，试求该弹簧的劲度系数与原长8.解析：弹簧受拉力伸长时胡克定律的形式为F1=k(L1-L0)
9、 ， 即 80=k(14- L0)弹簧受压力缩短时胡克定律的形式为F2=k(L0 -L2) ， 即 40=k (L0 - 8) ，有上面两式可得到 k=20 N/cm , L0= 10 cm9.如图所示，是探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图，下列说法中正确的是( )A.弹簧的劲度系数是2 NmB.弹簧的劲度系数是2X103NmC.当弹簧受F2800 N的拉力作用时，弹簧伸长为x240 cmD.当弹簧伸长为x120cm时，弹簧产生的拉力是F1200 N9.BC10用如图实111甲所示的装置测定弹簧的劲度系数，被测弹簧一端固定于A点，另一端B用细绳绕过定滑轮挂钩码，旁边竖直固定一最小刻度为 mm的刻度尺，当挂两个钩码时，绳上一定点P对应刻度如图乙中ab虚线所示，再增加一个钩码后，P点对应刻度如图乙中cd虚线所示，已知每个钩码质量为50 g，重力加速度g9.8 m/s2，则被测弹簧的劲度系数为_ N/m。挂三个钩码时弹簧的形变量为_ cm。图实11110.解析：对钩码进行受力分析，根据平衡条件，得mgkx，kN/m70 N/m。挂三个钩码时，可列方程(mmm)gkx，x m21103 m2.10 cm。答案：702.106 / 6
