3.实验1.ppt

【思路点拨】 解答本题应注意以下两点： (1)描点画图时的注意事项； (2)能够知道图象的物理意义. 【规范解答】(1)弹力大小F跟弹簧 总长度x之间的函数关系图线如图 所示. (2)弹簧的劲度系数k等于F-x关系 图线的斜率，故 k= =27 N/m 答案：(1)图见规范解答 (2)27 一、选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分) 1.如图所示，弹簧的劲度系数为k,小球重力 为G，平衡时球在A位置.现在用力F将小球向 下拉长x至B位置，则此时弹簧的弹力为( ) A.kx B.kx+G C.G-kx D.kx-G * 一、实验目的 1.探究弹力和弹簧伸长量的定量关系. 2.学会用图象处理物理量之间关系的方法. 二、实验原理 弹簧受力会发生形变，形变的大小与受到的外力有关.沿着弹簧的方向拉弹簧，当形变稳定时，弹簧产生的弹力与使它发生形变的拉力在数值上是相等的. 用悬挂法测量弹簧的弹力，运用的正是弹簧的弹力与挂在弹簧下面的钩码的重力相等. 弹簧的长度可用刻度尺直接测出，伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算.这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系了,即寻求F=kx的关系. 三、实验器材 铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角板、坐标纸、重垂线. 四、实验过程 1.实验步骤 (1)将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0，即原长. (2)如图所示，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，填入自己设计的表格中. 锦囊妙诀:刻度尺靠弹簧，标出它的自然 长；挂钩码拉弹簧，记录个数和伸长. (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. 2.数据处理 (1)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. (2)以弹簧的伸长量为自变量，写出曲线所代表的函数.首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数. (3)得出弹力和弹簧伸长之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义. 注意事项 1.每次增减钩码测量有关长度时，均需保证弹簧及钩码不上下振动而处于静止状态，否则，弹簧弹力将可能与钩码重力不相等. 2.弹簧下端增加钩码时，注意不要超过弹簧的限度. 3.测量有关长度时，应区别弹簧原长l0、实际总长l及伸长量x三者之间的不同，明确三者之间的关系. 4.建立平面直角坐标系时，两轴上单位长度所代表的量值要适当，不可过大，也不可过小. 5.描线的原则是，尽量使各点落在描画出的线上，少数点分布于线两侧，描出的线不应是折线，而应是平滑的曲线. 6.记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位. 误差分析 1.本实验的误差来源之一是因弹簧拉力大小的不稳定造成的，因此，使弹簧的悬挂端固定，另一端通过悬挂钩码来充当对弹簧的拉力，可以提高实验的准确度. 2.弹簧长度的测量是本实验的主要误差来源，所以，测量时尽量精确地测量弹簧的长度. 3.在F-x图象上描点、作图不准确. 在“探究弹力和弹簧伸长的关系”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，弹力为函数，作出弹力与弹簧长度的关系图线.这样可避免因测弹簧的自然伸长而带来的误差. 1.如图所示，用弹簧测力计拉弹簧时，弹簧拉伸越长，弹簧测力计的示数越大，这一现象说明了什么问题？ 提示：这一现象说明弹簧的弹力大小与弹簧形变的大小有关，弹簧的形变越大，弹力越大. 2.如图所示，用悬挂法探究弹力和弹簧 伸长的关系时，首先应该测出弹簧的原 长L.测量弹簧原长时是平放在桌面上测 量还是挂起后测量？ 提示：由于弹簧的自重会影响弹簧的 长度，所以应当把弹簧挂起后再测量原长. 3.在“2”的探究实验过程中，需要测量哪些数据？为有效地减小实验误差测量一组数据还是多组数据？试设计一个记录表格. 提示：(1)要测出弹簧的弹力F和弹簧的长度L (2)为有效地减小实验误差，必须进行多组测量，测出多组数据 (3)列表进行记录，如表所示. 4.用F-x图象探究弹力和弹簧伸长的关系，在画图线时，应注意哪些问题？F-x图象的特点是什么？作出F-x图象，并指出F与x有什么关系？ 提示：(1)应使尽可能多的点落在图线上， 不在图线上的点应对称分布在图线两侧， 偏差太远的点应当舍去. (2)F-x图象是一条过原点的直线.如图所示. (3)F与x成正比. 5.对于不同的弹簧，其F-x图象相同吗？如果有两个弹簧的F-x图象如图所