《2017-2018学年高中物理 3.4.实验 探究弹力和弹簧伸长的关系（精讲优练课型）课件 鲁科版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年高中物理 3.4.实验 探究弹力和弹簧伸长的关系（精讲优练课型）课件 鲁科版必修1（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验： 探究弹力和弹簧伸长的关系,【实验过程】 一、实验步骤 1.如图所示，将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧处于自然伸长状态时的长度l0，即原长。,2.在弹簧下端挂质量为m1的钩码，量出此时弹簧的长度l1，记录m1和l1，填入设计的表格中。 3.改变所挂钩码的质量，量出对应的弹簧长度，记录m2、m3、m4、m5和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5，并得出每次弹簧的伸长量x1、x2、x3、x4、x5。,二、数据处理 1.图像法：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。可以发现F-x
2、图线是一条过原点的直线。,2.函数法：弹力F与弹簧的伸长量x应满足函数F=kx的关系。,【误差分析】 1.钩码标值不准确、弹簧长度测量不准确带来误差。 2.画图时描点及连线不准确也会带来误差。,【注意事项】 1.安装实验装置：要保持刻度尺竖直并靠近弹簧。 2.不要超过弹性限度：实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免超过弹簧的弹性限度。 3.尽量多测几组：要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据。 4.观察所描点的走向：不要画折线。 5.统一单位：记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位。,热点一 实验原理及实验误差的分析 【典例1】如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究
3、在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。,(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)图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F-x图线，由此可求出弹簧的劲 度系数为 N/m。图线不过原点是由于 。,(4)为完成该实验，设计的实验步骤如下： A.以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(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，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺； D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个钩码，分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，
4、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： 。,【正确解答】(1)根据实验原理可知还需要刻度尺来测量弹簧原长和形变量。 (2)根据实验原理，实验中需要测量的物理量有弹簧的原长、弹簧所受外力与对应的伸长量(或与弹簧对应的长度)。 (3)取图像中(0.5，0)和(3.5，6)两个点，代入F=kx可得k=200N/m，由于弹簧自身的重力，使得弹簧不加外力时就有形变量。 (4)根据完成实验的合理性可知，先后顺序为CBDA
5、EFG。,答案：(1)刻度尺 (2)弹簧原长、弹簧所受外力及对应的伸长量(或与弹簧对应的长度) (3)200 弹簧自身重力 (4)CBDAEFG,热点二 数据处理 【典例2】(2014浙江高考)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧如图甲连接起来进行探究。,(1)某次测量如图乙所示，指针示数为 cm。,(2)在弹性限度内，将50g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B 的示数LA和LB如表。用表中数据计算弹簧的劲度系数为 N/m (重力加速度g取10m/s2)。由表中数据 (选填“能”或“不 能”)计算出弹簧的劲度系数。,【正确解答】(1)刻度尺读数需要估读到精确位的下一位，由图可知 指针示数为16.00cm，考虑到误差范围，15.9516.05cm均算对。 (2)由胡克定律F=kx，结合表格数据可知弹簧的劲度系数k1= N/m=12.5N/m，考虑误差范围情况下12.212.8N/m 均算正确；对于计算弹簧的劲度系数，只需要测出弹簧的形变 量，结合两个指针的读数，可知指针B的变化量减去指针A的变化量， 就是弹簧的形变量，所以能求出弹簧的劲度系数。,答案：(1)16.00(15.9516.05)(有效数字位数正确) (2)12.5(12.212.8) 能,
