高一物理課件 第3章 實驗：探究彈力和彈簧伸長的關系 （人教版必修1）

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歡迎進入物理課堂 實驗 探究彈力和彈簧伸長的關系 課前自主學案 實驗目的 1 探究彈力和彈簧伸長的定量關系 2 學會利用圖象研究兩個物理量之間的關系的方法 實驗原理 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 建立坐標系 以縱坐標表示彈力大小F 以橫坐標表示彈簧的伸長量x 在坐標系中描下實驗所測得的各組 x F 對應的點 用平滑的曲線連接起來 根據(jù)實驗所得的圖線 就可探究彈力大小和伸長量間的關系 實驗器材 輕質彈簧 一根 鉤碼 一盒 刻度尺 鐵架臺 重垂線 坐標紙 三角板 實驗步驟 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 改變所掛鉤碼的質量 重復上步的實驗過程多次 核心要點突破 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 當未放重物時 彈簧在自身重力的作用下 已經有一個伸長量 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 每次所掛鉤碼的質量差盡量大一些 從而使在坐標上描的點盡可能稀一些 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 描點畫線時 所描的點不一定都落在一條曲線上 但應注意一定要使各點均勻分布在曲線的兩側 5 記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力及彈簧伸長量的對應關系及單位 課堂互動講練 下表是某同學為探索彈簧的彈力和伸長的關系所測的幾組數(shù)據(jù) 1 請你在圖3 6 4中的坐標紙上作出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 按照圖中各點的分布與走向 應作出一條直線 使直線兩側的點數(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 設直線斜率為k 由數(shù)學知識知 F kx c 在直線上取較遠的兩點 可以減小誤差 如點 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)表達式為 F 0 2x 0 04 N 3 由F kx c知 當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 要根據(jù)所給坐標紙合理選取x F兩軸標度 使得所得圖線盡量分布在坐標紙較大的空間位置 以便減小誤差 這是作圖象的最基本要求 據(jù)所給實驗數(shù)據(jù)描點 然后作出平滑曲線 或直線 注意所畫的線不一定過所有點 原則是應盡量使各點較均勻地分布在曲線 或直線 的兩側 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全