04《探究弹力和弹簧伸长的关系》.doc

第一章《相互作用》 第四讲实验《探究弹力和弹簧伸长的关系》 【计划课时】2课时 【学习目标】 1.游标卡尺、螺旋测微器的使用与读数 2.胡克定律的实验探究 3.误差的分析与数据的图像处理方法 5激情投入学习，掌握科学知识，提高操作技能。 【教学重难点】 误差的分析与数据的图像处理方法 【使用说明与方法指导】 1.第一节课：让学生完成自学任务中的基本知识的回顾，预习课内探究内容。 2.第二节课：合作讨论学案上的探究问题，展示这4个题目，在点评时老师补充讲解。 【自学任务】（列出学生要看书的内容和老师要讲的详细内容） 一、游标卡尺 1.原理：游标卡尺由主尺和游标尺组成，可测量内径、外径、深度等.常用游标尺的主尺的最小分度为1mm，游标尺有10、20、50等不同分度规格，但其工作原理相同.如10分度游标卡尺，它的精确度为1/10mm=0.1mm，游标尺的刻度部分总长度为9mm，分成10等份，每份长度0.9mm因此，每格与主尺上的最小分度差0.1mm.当游标尺零线与主尺零线对齐时，除游标尺的末线与主尺的9mm刻线重合，其余线均不重合.测量物体时，两尺零线间的距离即被测物体的长度. 2.读数方法：先从主尺上读出整毫米的数，再读出游标尺上得数(精确度乘以游标尺上与主尺对齐的那根线的格数)，从而读出结果，即：读数=主尺读数+游标尺读数 =主尺读数+精确度×对齐格数. 二、螺旋测微器(千分尺) ⑴原理：螺距为0.5mm，即每旋转一周，螺杆前进或后退0.5mm，在鼓轮边缘上平均分成50等分，则每一等分代表0.01mm. ⑵读数方法：先从固定刻度尺上读出半毫米整数倍的部分、不足半毫米的部分由可动刻度读出，即看可动刻度上的第几条刻度线与固定刻度上的横线重合，从而读出可动刻度示数(注意估读出千分位的值).即：测量长度=固定刻度示数+可动刻度示数×精确度.(注意单位毫米.) ⑶注意事项：螺杆快要接近被测物时，改拧微调旋钮；读数时要将开关拴上，以免螺杆滑动. 三、探究弹力和弹簧伸长的关系 1.实验目的：探索弹力与弹簧伸长的定量关系，并学习所用的科学方法. 2.实验原理：弹簧受到拉力会伸长，平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等.这样弹力的大小可以通过测定外力而得出(可以用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力)；弹簧的伸长可用直尺测出.多测几组数据，用列表或作图的方法探索出弹力和弹簧伸长的定量关系. 1 2 3 4 5 6 7 F/N L/cm X/cm 3.实验记录及数据的处理 弹簧的弹力用F来表示，弹簧原长(自然长度)用L0来表示，弹簧现长用L来表示，弹簧的伸长用X来表示，则X=L-L0. (a)数据记录：(弹簧原长L0= cm) (b)根据测量数据画出F-X图象(以F为纵轴，以X为横轴) (c)探索结论： 按照F-x图中各点的分布与走向，尝试做出一条平滑的曲线(包括直线).所画的点不一定正好在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同.尝试写出曲线所代表的函数，首先尝试F-x是否为一次函数，如果不行则考虑二次函数…… 在实验误差范围内，应得出弹力的大小与弹簧的伸长量成正比，即F=kx，其中k的单位由F和x的单位决定。 【课内探究】 【探究1】⑴用刻度尺和直角三角板测量一圆柱体的直径，方法如图所示，此圆柱体的直径为( ) A．2.5cm B．2.0cm. C．2.0lcm D．2.05cm ⑵用游标为50分度的卡尺(测量值可准确到0.02 mm)测定某圆筒的内径时，卡尺上的示数如图，可读出圆筒的内径为 mm. 【探究2】螺旋测微器(千分尺)测小球直径时，示数如图所示，这时读出的数值是 ， 【探究3】已知游标卡尺的主尺最小分度是1mm，游标尺上有10个小的等分刻度，它们的总长等于9mm，用这游标卡尺测得物体的长度为2.37cm，这时游标尺上的第 条刻度线与主尺上的 ______ mm刻度线对齐。 【探究4】下表是某同学为探索弹簧的弹力和伸长的关系所测的几组数据. ⑴请你在图中坐标纸上作出F-x图线. ⑵写出曲线所代表的函数式. ⑶解释函数表达式中各量的物理意义. ⑷若弹簧的原长为40cm，并且以弹簧的总长为自变量，请你写出它的函数式. 弹力F/N 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 伸长x/cm 2.61 5.08 6.89 9.8 12.4 【针对训练】 1 下列说法正确的是( ) A 实验中的误差是指两次测量值之间的差异 B 小明同学在多次测同一物体的长度时，测量值总是偏大，这可能是测量方法粗略造成的，产生的误差称系统误差 C 多次测量取平均值