第1部分 第三章 实验一 探究弹力和弹簧伸长的关系讲解.ppt

第 三 章 实 验 一 理解·教材新知 把握·命题热点 应用·落实体验 命题点一 命题点二 命题点三 实验一 探究弹力和弹簧伸长的关系 一、实验目的 (1) 探究弹力与弹簧伸长量之间的关系。 (2) 学会利用列表法、图像法、函数法处理实验数据。 (3) 验证胡克定律。 二、实验原理 (1) 如图实－ 1 － 1 所示，在弹簧下端悬挂钩 码时弹簧会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂 钩码的重力大小相等。 (2) 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。 图实 － 1 － 1 (3) 求弹簧的劲度系数 弹簧的弹力 F 与其伸长量 x 成正比，比例系数 k ＝ F x ，即 为弹簧的劲度系数；另外，在 F - x 图像中，直线的斜率也等于 弹簧的劲度系数。 三、实验器材 铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、坐标纸。 四、实验步骤 (1) 按图实－ 1 － 2 安装实验装置，记下弹簧下端不挂 钩码时所对应的刻度 l 0 。 图实 － 1 － 2 (2) 在弹簧下端悬挂一个钩码， 平衡时记下弹簧的总长 度并记下钩码的重力。 (3) 增加钩码的个数，重复上述实验过程，将数据填入表 格，以 F 表示弹力， l 表示弹簧的总长度， x ＝ l － l 0 表示弹簧 的伸长量。 1 2 3 4 5 6 7 F /N 0 l /cm x /cm 0 五、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，如图实－ 1 － 3 所示。 (2) 以弹簧伸长量为自变量，写出弹力和弹簧伸长量之 间的函数关系，函数表达式中常数即为弹簧的劲度系数， 这个常数也可据 F - x 图线的斜率求解， k ＝ Δ F Δ x 。 图实 － 1 － 3 六、注意事项 (1) 所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的 弹性限度。 (2) 每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标上描 的点尽可能稀一些，这样作出的图线精确。 (3) 测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状 态时测量，刻度尺要保持竖直并靠近弹簧，以免增大误差。 (4) 描点画线时，所描的点不一定都落在一条直线上，但 应注意一定要使各点均匀分布在直线的两侧。 (5) 记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系 及单位。 七、误差分析 由于弹簧原长及伸长量的测量都不便于操作， 存在较 大的测量误差， 另外由于弹簧自身的重力的影响， 即当未 放重物时， 弹簧在自身重力的作用下， 已经有一个伸长量， 这样所作图线往往不过原点。 实验原理及注意事项 1.(1)( 多选 ) 在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中， 以下说法正确的是 ( ) A ．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度 B ． 用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力， 应保证弹簧位于 竖直位置且处于平衡状态 C ．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量 D ．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得 出拉力与伸长量之比相等 (2) 某同学做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验，他 先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原 长 L 0 ，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后 的长度 L ，把 ( L － L 0 ) 作为弹簧的伸长量 x 。这样操作，由于 弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是图中的 ( ) 图实 － 1 － 4 解析： 本题主要考查使用弹簧时应注意的问题， 还有 用图像法来描述弹簧的弹力与其伸长量间的关系。 (1) 本实验中应以所研究的一根弹簧为实验对象，在 弹性限度内通过增减钩码的数目， 改变对弹簧的拉力， 来 探索弹力与弹簧伸长量的关系，所以选 A 、 B 。 (2) 考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧 的伸长量 x ≠ 0 ，所以选 C 。 答案： (1)AB (2)C 实验数据的处理 2 ． 某同学在做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中， 所用实验装置如图实－ 1 － 5 甲所示，所用的钩码每只质量都是 30 g 。他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将 5 个钩码逐个 挂在弹簧的下端， 每次都测出相应的弹簧总长度， 并将数据