高一物理課件 第3章 實(shí)驗：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 （人教版必修1）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 實(shí)驗 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 課前自主學(xué)案 實(shí)驗?zāi)康?1 探究彈力和彈簧伸長的定量關(guān)系 2 學(xué)會利用圖象研究兩個物理量之間的關(guān)系的方法 實(shí)驗原理 1 如圖3 6 1所示 彈簧在下端懸掛鉤碼時會伸長 平衡時彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等 圖3 6 1 2 用刻度尺測出彈簧在不同的鉤碼拉力下的伸長量x 建立坐標(biāo)系 以縱坐標(biāo)表示彈力大小F 以橫坐標(biāo)表示彈簧的伸長量x 在坐標(biāo)系中描下實(shí)驗所測得的各組 x F 對應(yīng)的點(diǎn) 用平滑的曲線連接起來 根據(jù)實(shí)驗所得的圖線 就可探究彈力大小和伸長量間的關(guān)系 實(shí)驗器材 輕質(zhì)彈簧 一根 鉤碼 一盒 刻度尺 鐵架臺 重垂線 坐標(biāo)紙 三角板 實(shí)驗步驟 1 將彈簧的一端掛在鐵架臺上 讓其自然下垂 用刻度尺測出彈簧自然伸長狀態(tài)時的長度l0 即原長 2 如圖3 6 2所示 將已知質(zhì)量的鉤碼掛在彈簧的下端 在平衡時測出彈簧的總長并計算鉤碼的重力 填寫在記錄表格里 圖3 6 2 3 改變所掛鉤碼的質(zhì)量 重復(fù)上步的實(shí)驗過程多次 核心要點(diǎn)突破 圖3 6 3 二 誤差分析1 由于彈簧原長及伸長量的測量都不便于操作 故存在較大的測量誤差 2 由于彈簧自身的重力的影響造成誤差 3 當(dāng)未放重物時 彈簧在自身重力的作用下 已經(jīng)有一個伸長量 這樣在作圖線時 圖線與x軸有一截距 三 注意事項1 所掛鉤碼不要過重 以免彈簧被過分拉伸 超出它的彈性限度 2 每次所掛鉤碼的質(zhì)量差盡量大一些 從而使在坐標(biāo)上描的點(diǎn)盡可能稀一些 這樣作出的圖線精確 3 測彈簧長度時 一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時測量 刻度尺要保持豎直并靠近彈簧 以免增大誤差 4 描點(diǎn)畫線時 所描的點(diǎn)不一定都落在一條曲線上 但應(yīng)注意一定要使各點(diǎn)均勻分布在曲線的兩側(cè) 5 記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力及彈簧伸長量的對應(yīng)關(guān)系及單位 課堂互動講練 下表是某同學(xué)為探索彈簧的彈力和伸長的關(guān)系所測的幾組數(shù)據(jù) 1 請你在圖3 6 4中的坐標(biāo)紙上作出F x圖線 圖3 6 4 2 寫出曲線所代表的函數(shù)式 3 解釋函數(shù)表達(dá)式中常量的物理意義 精講精析 1 根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點(diǎn) 按照圖中各點(diǎn)的分布與走向 應(yīng)作出一條直線 使直線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相同 這樣可以減少偶然誤差 如圖3 6 5所示 圖3 6 5 2 設(shè)直線斜率為k 由數(shù)學(xué)知識知 F kx c 在直線上取較遠(yuǎn)的兩點(diǎn) 可以減小誤差 如點(diǎn) 9 80 2 0 與 2 30 0 5 并代入上式得k 0 2N cm c 0 04N 所以函數(shù)表達(dá)式為 F 0 2x 0 04 N 3 由F kx c知 當(dāng)x 0時 F c 因此 式中常量c表示彈簧的重力為0 04N 若忽略彈簧的重力 則F kx 因此 式中常數(shù)k F x表示使彈簧形變單位長度時彈簧的彈力 即勁度系數(shù) 答案 見精講精析 方法總結(jié) 要根據(jù)所給坐標(biāo)紙合理選取x F兩軸標(biāo)度 使得所得圖線盡量分布在坐標(biāo)紙較大的空間位置 以便減小誤差 這是作圖象的最基本要求 據(jù)所給實(shí)驗數(shù)據(jù)描點(diǎn) 然后作出平滑曲線 或直線 注意所畫的線不一定過所有點(diǎn) 原則是應(yīng)盡量使各點(diǎn)較均勻地分布在曲線 或直線 的兩側(cè) 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全