中小学课件物体间的相互作用总复习3课件.ppt

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实验(一) 探究弹力与弹簧伸长量的关系 【实验目的】 1.探究弹力与弹簧伸长的定量关系. 2.学会利用图象研究两个物理量之间的关系的方法. 【实验原理】 1.如图所示,弹簧在下端悬挂钩码时会伸长,平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等. 2.用刻度尺测出弹簧在不同的钩码拉力下的伸长量x,建立坐标系,以纵坐标表示弹力大小F,以横坐标表示弹簧的伸长量x,在坐标系中描出实验所测得的各组(x,F)对应的点,用平滑的曲线连接起来,根据实验所得的图线,就可探知弹力大小与伸长量的关系. 【实验器材】 轻质弹簧(一根),钩码(一盒),刻度尺,铁架台,重垂线,坐标纸,三角板. 【实验步骤】 1.如图所示,将铁架台放于桌面上(固定好),将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上,在挨近弹簧处将刻度尺(最小分度为mm)固定于铁架台上,并用重垂线检查刻度尺是否竖直. 2.记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度L0. 3.在弹簧下端挂上一个钩码,待钩码静止后,记下弹簧下端所对应的刻度L1. 钩码个数 刻度 伸长量x 弹力F 0 1 2 L0= L1= L2= x1=L1-L0 x2=L2-L0 F1= F2= 3 ? 6 L3= ? L6= x3=L3-L0 ? x6=L6-L0 F3= ? F6= 4.用上面方法,记下弹簧下端挂2个、3个、4个……钩码时,弹簧下端所对应的刻度L2、L3、L4、…,并将所得数据记录在表格中. 5.用xn=Ln-L0计算出弹簧挂1个、2个、3个……钩码时弹簧的伸长量,并根据当地重力加速度值g,计算出所挂钩码的总重力,这个总重力就等于弹簧弹力的大小,将所得数据填入表格. 6.根据所测数据在坐标纸上描点,最好以弹簧弹力为纵坐标,以弹簧的伸长量为横坐标. 7.按照图中各点的分布与走向,尝试作出一条平滑的曲线(包括直线),所画的点不一定正好都在这条曲线上,但要注意使曲线两侧的点数大致相同. 8.以弹簧的伸长为自变量,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. 9.解释函数表达式中常数的物理意义. 【注意事项】 1.实验过程中,注意拉力不要超过弹簧弹性限度.测量弹簧长度时,不要用手拉弹簧,在弹簧自然竖直状态去测量. 2.强调实验的探索性,即实验前并不知道弹力和弹簧的伸长有什么关系,如果是验证性实验,在坐标纸上描点以后所作直线的根据就是所验证的规律,但这是个探索性实验,实验前并不知道这个规律,所以描点以后作的曲线是试探性的,只是在分析了点的分布和走向以后才决定用直线来拟合这些点. 3.做出直线之后,要用初中学过的正比例函数(一次函数)的知识写出直线所代表函数解析式,即写出F=kx.然后选定一组F和x,从而确定k的值.但这个实验的重点在于它的探索性,比例系数的精确度不是重点. 4.要认识系数k的物理意义,即在伸长量一定时k越大弹力也越大,它反映了弹簧的“劲度”. 5.使用弹簧的伸长数据时应采用(l-l0),即弹簧长度变化量.如果实验中不用弹簧的伸长而用弹簧的总长,得到的不是正比例函数. 【误差分析】 1.本实验误差的主要来源为读数和作图时的偶然误差. 2.弹簧竖直悬挂时,未考虑弹簧自身重力的影响. 3.为了减小误差,要尽量多测几组数据. (1)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”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l0,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-l0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(  )       A          B  C          D 解析:(1)本实验中应以需要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,以改变对弹簧的拉力,来探究弹力与弹簧伸长量的关系,所以A、B正确. (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C正确. 答案:(1)AB (2)C 下表是某同学为“探究弹力与弹簧伸长量的关系”所测的几组数据: (1)请你在图中的坐标纸上作出F-x图线; (2)写出图线所代表的函数式(x用m为单位):________; 弹力F/N 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 弹簧的伸长x/cm 2.6 5.0 7.2 9.8 12.4 (3)写出函数表达式中常数的物理意义________

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