鲁科版高中物理必修第一册精品课件 第3章 实验 探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系.ppt

2.(多选)在“探究弹力与弹簧形变量的关系”实验中,关于测量弹簧原长的操作步骤的先后顺序,下列说法正确的是()A.先测量弹簧的原长,后竖直悬挂B.先竖直悬挂,后测量弹簧的原长C.先后顺序对实验结果无影响D.先后顺序对实验结果的影响程度取决于弹簧的自身重力解析由于弹簧自身重力的影响,弹簧平放时的长度与竖直悬挂时的长度不同,竖直悬挂时长度更长一些。由于实验时弹簧始终处于竖直状态,故弹簧长度一直受自身重力的影响,所以测量原长时,应测量弹簧竖直悬挂时的长度,B、D项正确。答案BD课堂篇探究学习问题一数据处理情境探究在“探究弹簧的弹力与弹簧伸长量的关系”实验中,所得数据如下表:钩码质量m/g0100.0200.0300.0400.0500.0600.0弹簧长度L/cm15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.00伸长长度x/cm03.947.8211.7815.6619.6027怎样处理上面数据可以直观简洁地分析出弹簧的弹力与弹簧伸长量的关系?要点提示以弹簧的弹力为纵坐标,以弹簧的伸长量为横坐标,将对应的弹簧弹力与弹簧的伸长量在坐标系中描点,用平滑的曲线连接各点,得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图像。知识点拨1.画F-x图像:建立直角坐标系,以F为纵轴,x为横轴,根据测量数据用描点法作图。连接各点得出F随x变化的图线。2.写F-x的函数式:以弹簧的伸长量为自变量,写出弹力和弹簧伸长量之间的函数关系。首先尝试一次函数,如果不行则考虑二次函数。3.解释式中常数的物理意义:得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系式,解释函数表达式中常数的物理意义。实例引导例1某同学用如图甲所示的装置做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度,然后在弹簧下端挂上钩码,并逐个增加钩码,分别测出钩码静止时指针所指刻度尺的刻度,所得数据列表如下(g取10m/s2):钩码质量m/g0100200300400500600700刻度尺的刻度l/cm12.0013.4015.1016.8518.6020.3022.1024.00(1)根据所测数据,在坐标纸(图乙)上画出弹簧指针所指刻度尺的刻度l与钩码质量m的关系图像。(2)根据l-m图像可计算出,该弹簧的劲度系数为N/m。(结果保留3位有效数字)?解析(1)描点作图,如图所示:答案(1)见解析图(2)58.3(58.1~58.5均可)规律方法作图法作图方法:(1)选择坐标轴的合适标度;(2)描点,用平滑的曲线(或直线)将坐标纸上的各点连起来,若是直线,应使各点均匀分布于直线上或直线两侧,偏离直线太大的点应舍弃;(3)通过改变变量的方法,如把变量x改为,x2,……,把曲线变为直线,使图像更直观。问题二误差分析和注意事项情境探究情境根据胡克定律可知,弹簧弹力F与伸长量x成正比,因此,x-F图像应为过原点的直线,而某同学根据测得的数据绘出如图所示图像。探究(1)图像不过纵轴原点(即F=0,x≠0)的原因。(2)图像上部分弯曲的原因。要点提示(1)弹簧自身有重量,造成了不受力时,弹簧也有一定伸长量。(2)图像上部分弯曲是拉力较大造成的。知识点拨1.误差分析(1)读数和作图时会带来偶然误差。为了减小偶然误差,要尽量多测几组数据和规范作图。(2)弹簧竖直悬挂时,未考虑弹簧自身重力的影响会带来系统误差。为了减小该系统误差,实验中应使用轻质弹簧。2.注意事项(1)实验中弹簧下端挂的钩码不要太多,以免超出弹簧的弹性限度。(2)测量长度时,应区别弹簧原长l0、实际长度l及伸长量x三者之间的不同,明确三者之间的关系。(3)记录数据时要注意弹力及伸长量的对应关系及单位。(4)描点作图时,应使尽量多的点落在画出的线上,可允许少数点分布于线两侧,描出的线不应是折线,而应是平滑的曲线或直线。实例引导例2(多选)在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”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时,应竖直悬挂弹簧,挂在弹簧下端的钩码应处于静止状态C.用刻度尺测得的弹簧的长度即为弹簧的伸长量D.用几个不同的弹簧,分别测出它们所受的拉力与伸长量,可得出拉力与伸长量之比相等解析实验时弹簧被拉伸的长度不能超出它的弹性限度,A正确;要使弹簧的弹力等于钩码重力的大小,应竖直悬挂弹簧,且要使弹簧下端的钩码处于静止状态,B正确;弹簧的伸长量等于弹簧的长度减去弹簧的原长,C错误;不同的弹簧的劲度系数不同,所以拉力与伸长量之比不相等