中小学课件物体间的相互作用总复习3课件.ppt

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________