高考物理魯科版必修1 2.4《實(shí)驗(yàn)：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系》課件

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歡迎進(jìn)入物理課堂 1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1 探究彈力和彈簧伸長的定量關(guān)系 2 會(huì)利用列表法 圖象法 函數(shù)法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 2 實(shí)驗(yàn)原理 1 如圖所示 彈簧在下端懸掛鉤碼時(shí)會(huì)伸長 平衡時(shí)彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的大小相等 重力 2 用刻度尺測出彈簧在不同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)系中描出實(shí)驗(yàn)所測得的各組 x F 對(duì)應(yīng)的點(diǎn) 用連接起來 根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的圖線 就可探知彈力大小與伸長量間的關(guān)系 3 實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái) 鉤碼若干 三角板 重垂線 平滑的曲線 彈簧 刻度尺 坐標(biāo)紙 1 實(shí)驗(yàn)步驟 1 按圖安裝實(shí)驗(yàn)裝置 特別注意 靠近彈簧的毫米刻度尺要用重垂線檢查是否豎直 2 記下彈簧下端不掛鉤碼時(shí)所對(duì)應(yīng)的刻度l0 3 在彈簧下懸掛不同的鉤碼個(gè)數(shù) 換算成重力 重力的大小就等于彈簧的彈力大小 將數(shù)據(jù)依次填入表格 用F表示彈力 l表示彈簧的總長 x表示伸長量 4 根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出F x圖象 以F為縱軸 以x為橫軸 按照F x圖象中各點(diǎn)的分布與走向 嘗試作出一條平滑的曲線 包括直線 嘗試寫出曲線所代表的函數(shù) 首先嘗試F x是否為一次函數(shù) 如果不行則考慮二次函數(shù)或其他函數(shù) 5 得出結(jié)論 在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi) 應(yīng)得出彈力的大小與彈簧的伸長量成正比 即F kx 其中k的單位由F和x的單位決定 6 換用一根彈簧與上面的彈簧對(duì)比 在伸長量相同的情況下 彈力大的k越大 說明 k 反映了彈簧的 勁度 從而充分認(rèn)識(shí)k的物理意義 2 注意事項(xiàng) 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 要注意觀察 適可而止 2 每次所掛鉤碼的質(zhì)量差盡量大一些 從而使坐標(biāo)上描的點(diǎn)盡可能稀 這樣作出的圖線更精確 3 測彈簧長度時(shí) 一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時(shí)測量 以減小誤差 4 描點(diǎn)畫線時(shí) 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(shí)要注意彈力及彈簧伸長量的對(duì)應(yīng)關(guān)系及單位 3 誤差分析 1 鉤碼標(biāo)值不準(zhǔn)確 彈簧長度測量不準(zhǔn)確帶來誤差 2 畫圖時(shí)描點(diǎn)及連線不準(zhǔn)確也會(huì)帶來誤差 案例1 2011 安徽理綜 為了測量某一彈簧的勁度系數(shù) 將該彈簧豎直懸掛起來 在自由端掛上不同質(zhì)量的砝碼 實(shí)驗(yàn)測出了砝碼質(zhì)量m與彈簧長度l的相應(yīng)數(shù)據(jù) 其對(duì)應(yīng)點(diǎn)已在圖上標(biāo)出 g 9 8m s2 1 作出m l的關(guān)系圖線 2 彈簧的勁度系數(shù)為N m 解析 1 應(yīng)使盡量多的點(diǎn)在同一條直線上 2 由胡克定律F kx 得k 答案 1 如圖所示 2 0 248 0 262 案例2 2010 福建理綜 某實(shí)驗(yàn)小組研究橡皮筋伸長與所受拉力的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)時(shí) 將原長約200mm的橡皮筋上端固定 在豎直懸掛的橡皮筋下端逐一增掛鉤碼 質(zhì)量均為20g 每增掛一只鉤碼均記下對(duì)應(yīng)的橡皮筋伸長量 當(dāng)掛上10只鉤碼后 再逐一把鉤碼取下 每取下一只鉤碼 也均記下對(duì)應(yīng)的橡皮筋伸長量 根據(jù)測量數(shù)據(jù) 作出增掛鉤碼和減掛鉤碼時(shí)的橡皮筋伸長量 l與拉力F關(guān)系的圖象如圖所示 從圖象中可以得出 填選項(xiàng)前的字母 A 增掛鉤時(shí) l與F成正比 而減掛鉤碼時(shí) l與F不成正比B 當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí) 增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長量比減掛鉤碼時(shí)的大C 當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí) 增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長量與減掛鉤碼時(shí)的相等D 增掛鉤碼時(shí)所掛鉤碼數(shù)過多 導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度 解析 本題意在考查學(xué)生的識(shí)圖 用圖能力 圖中兩條線都不是直線 故 l與F不成正比 A項(xiàng)錯(cuò) 比較兩條曲線可知 在拉力相等時(shí) 減掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長量大于增掛鉤碼時(shí)的伸長量 B C項(xiàng)錯(cuò) 故D項(xiàng)正確 答案 D 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