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1、孝昌一中孝昌一中 王凤波王凤波2011年11月18第三章第三章 相互作用相互作用3.3 3.3 胡克定律胡克定律讨论：弹簧弹力的大小与什么因素有关？讨论：弹簧弹力的大小与什么因素有关？1、弹簧的粗细？、弹簧的粗细？2、弹簧的材料？、弹簧的材料？3、弹簧的原长、弹簧的原长L？4、弹簧发生的形变？、弹簧发生的形变？L一一 实验：探究弹力和弹簧伸长的关系实验：探究弹力和弹簧伸长的关系1、实验目的、实验目的 (1).探究弹力和弹簧伸长量之间的关系探究弹力和弹簧伸长量之间的关系. (2).学会利用图象法处理实验数据学会利用图象法处理实验数据.2、实验器材、实验器材 铁架台、弹簧、毫米刻度尺、铁架台、弹簧
2、、毫米刻度尺、 钩码若干、三角板、坐标纸、钩码若干、三角板、坐标纸、 重垂线、铅笔重垂线、铅笔.(2).弹簧的长度可用弹簧的长度可用刻度尺刻度尺直接测出，直接测出，伸长量伸长量可以可以由拉长后由拉长后 的长度减去弹簧原来的长度进行计算的长度减去弹簧原来的长度进行计算. 这这样就可以研究弹样就可以研究弹 簧的弹力和弹簧伸长量之间的定簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系了量关系了.3、实验原理、实验原理 (1).如图实如图实11所示，在弹簧下端所示，在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长，平衡时弹悬挂钩码时弹簧会伸长，平衡时弹簧产生的簧产生的弹力弹力与所挂钩码的与所挂钩码的重力重力大大小相等小相等.4、实验
3、步骤、实验步骤(1).将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度然下垂，用刻度 尺测出弹簧自然伸长尺测出弹簧自然伸长状态时的长度状态时的长度l0，即原长，即原长.(2).如图实如图实12所示，将已知质量的钩码挂在弹簧的下所示，将已知质量的钩码挂在弹簧的下 端，在平衡时测量弹簧的总长并测出钩码的重力，填端，在平衡时测量弹簧的总长并测出钩码的重力，填 写在记录表格里写在记录表格里.1234567F/NL/cmx/cm(3).改变所挂钩码的质量，重复前面的实验过程多次改变所挂钩码的质量，重复前面的实验过程多次.(4).以弹力以弹力F(大小等于所挂钩码的重力大小等于
4、所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧为纵坐标，以弹簧 的伸长量的伸长量x为横坐标，用描点法作图为横坐标，用描点法作图.按照图中各点的分按照图中各点的分 布与走向，尝试作出一条平滑的曲线布与走向，尝试作出一条平滑的曲线(包括直线包括直线)，所画，所画 的点不一定正好都在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点不一定正好都在这条曲线上，但要注意使曲线两侧 的点数大致均匀的点数大致均匀.(5).以弹簧的伸长量为自变量，写出曲线所代表的函数以弹簧的伸长量为自变量，写出曲线所代表的函数.首首 先先 尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数.(6).得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系
5、，解释函数表得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达达 式中常数的物理意义式中常数的物理意义.5、注意事项、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，超出它的弹性限度弹性限度.要注意观察，适可而止要注意观察，适可而止.(2).每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标系上每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标系上描的点尽可能稀，这样作出的图线精确描的点尽可能稀，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，以免增大误差态时测量，以免增大误差.
6、(4).描点画线时，所描的点不一定都落在一条曲线上，但描点画线时，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均匀分布在曲线的两侧应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧.(5).记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位位.6、误差分析、误差分析(1).本实验误差的主要来源为读数和作图时的偶然误差本实验误差的主要来源为读数和作图时的偶然误差.(2).弹簧竖直悬挂时，未考虑弹簧自身重力的影响弹簧竖直悬挂时，未考虑弹簧自身重力的影响.(3).为了减小误差，要尽量多测几组数据为了减小误差，要尽量多测几组数据.7、实验改进、实验改进 在在“探
7、究弹力和弹簧伸长的关系探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，也可的实验中，也可以不测量弹簧的自然长度，而以弹簧的总长作为自变量以不测量弹簧的自然长度，而以弹簧的总长作为自变量，弹力为函数，作出弹力随弹簧长度的关系图线，弹力为函数，作出弹力随弹簧长度的关系图线.这样这样可避免因测弹簧的自然伸长而带来的误差可避免因测弹簧的自然伸长而带来的误差.其中：其中：k弹簧的劲度系数弹簧的劲度系数 单位：牛每米，单位：牛每米， 符号符号N/m x弹簧弹簧伸长（或缩短）伸长（或缩短）的长度的长度二、胡克定律二、胡克定律：、内容、内容： 在弹性限度内在弹性限度内,弹簧发生弹性形弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧伸
8、长变时，弹力的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度（或缩短）的长度x成正比。成正比。、公式：、公式： F k x 弹簧弹力的方向弹簧弹力的方向:沿弹簧沿弹簧,指向恢复原长的方向指向恢复原长的方向.1在在“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”的实验的实验中，如何保证刻度尺竖直中，如何保证刻度尺竖直()A使用三角板使用三角板B使用重垂线使用重垂线C目测目测 D不用检查不用检查解析：解析：使用重垂线可保证刻度尺竖直，故使用重垂线可保证刻度尺竖直，故B正确正确A、C不准确，不合题意，不准确，不合题意，D是错误的是错误的答案：答案：B2.竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为竖直悬挂的弹簧下端，挂一重
9、为4N的物体的物体时弹簧长度为时弹簧长度为12cm；挂重为；挂重为6N物体时弹簧物体时弹簧长度为长度为13cm,则弹簧原长为多少厘米，劲度则弹簧原长为多少厘米，劲度系数为多少系数为多少?4cm 200N/cm3某同学做某同学做“探究探究弹弹力和力和弹弹簧伸簧伸长长量的关系量的关系”实验实验，他先把他先把弹弹簧平放在桌面上使其自然伸簧平放在桌面上使其自然伸长长，用直尺，用直尺测测出出弹弹簧的原簧的原长长L0，再把，再把弹弹簧簧竖竖直直悬悬挂起来，挂上砝挂起来，挂上砝码码后后测测出出弹弹簧伸簧伸长长后的后的长长度度L，把，把LL0作作为弹为弹簧的簧的伸伸长长量量x，这样这样操作，由于操作，由于弹弹
10、簧自身重力的影响，簧自身重力的影响，最后画出的最后画出的图线图线可能是下可能是下图图中的哪一个中的哪一个()C4某同学在做某同学在做“研究研究弹弹簧的形簧的形变变量与外力的关系量与外力的关系”实实验时验时，将一，将一轻弹轻弹簧簧竖竖直直悬悬挂挂让让其自然下垂，其自然下垂，测测出其出其自然自然长长度；然后在其下部施加外力度；然后在其下部施加外力F，测测出出弹弹簧的簧的总总长长度度L，改，改变变外力外力F的大小，的大小，测测出几出几组组数据，作了外数据，作了外力力F与与弹弹簧簧总长总长度度L的关系的关系图线图线如如图图5所示所示(实验过实验过程是在程是在弹弹簧的簧的弹弹性限度内性限度内进进行的行的
11、)由由图图可知可知该弹该弹簧的自然簧的自然 长长度度为为_cm；该弹该弹簧的簧的劲劲度系数度系数为为 _N/m.10505(2010年厦门模拟年厦门模拟)如图如图(甲甲)所示，一个弹簧一端固定所示，一个弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连当对弹簧施加变化的在传感器上，传感器与电脑相连当对弹簧施加变化的作用力作用力(拉力或压力拉力或压力)时，在电脑上得到了弹簧形变量与时，在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象，如图弹簧产生的弹力大小的关系图象，如图(乙乙)所示则下所示则下列判断正确的是列判断正确的是( )A弹簧产生的弹力和弹簧的长弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比度成正比B弹簧长度的增加量与对应的弹弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比力增加量成正比C该弹簧的劲度系数是该弹簧的劲度系数是200 N/mD该弹簧受到反向压力时，劲该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变度系数不变BCD各种各样的弹簧各种各样的弹簧
