高中物理 實驗 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系課件 滬科版必修1.ppt

實驗 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 一 實驗?zāi)康? 探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系 2 學(xué)會利用圖像研究兩個物理量之間的關(guān)系的方法 二 實驗原理1 彈簧的彈力f的測量 彈簧下端懸掛的鉤碼靜止時 彈力大小與所掛鉤碼的重力大小相等 即f mg 2 彈簧的伸長量x的確定 彈簧的原長l0與掛上鉤碼后彈簧的長度l可以用刻度尺測出 彈簧的伸長量x l l0 3 作出彈簧彈力f與彈簧伸長量x的關(guān)系圖像 根據(jù)圖像可以分析彈簧彈力和彈簧伸長量的關(guān)系 三 實驗器材鐵架臺 彈簧 刻度尺 鉤碼若干 坐標(biāo)紙 鉛筆等 探究突破 典例剖析 隨堂檢測 一 實驗步驟1 按圖示安裝實驗裝置 記下彈簧下端不掛鉤碼時彈簧的長度l0 2 在彈簧下懸掛一個鉤碼 平衡時記下彈簧的總長度 并記下鉤碼的重力 探究突破 典例剖析 隨堂檢測 3 增加鉤碼的個數(shù) 重復(fù)上述實驗過程 將數(shù)據(jù)填入表格 以f表示彈力 l表示彈簧的總長度 x l l0表示彈簧的伸長量 探究突破 典例剖析 隨堂檢測 二 數(shù)據(jù)處理以彈力f為縱坐標(biāo)軸 分別以彈簧總長度l和彈簧伸長量x為橫坐標(biāo)軸 如上圖所示 作出f l圖像和f x圖像 作圖時首先根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出各對數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標(biāo)點 再觀察所畫各點的分布與走向 然后嘗試作出一條平滑的曲線 包括直線 使該曲線 包括直線 經(jīng)過盡可能多的點 使剩余的點大致均勻分布在曲線兩側(cè) 明顯偏離曲線的點應(yīng)舍去 比較作出的圖像 易知f l圖像是一條不過原點的直線 f x圖像是一條過原點的直線 f與x存在最簡單的正比關(guān)系 因此f x圖像最直觀地反映了彈力變化的規(guī)律 探究突破 典例剖析 隨堂檢測 三 誤差分析1 本實驗誤差的主要來源為讀數(shù)和作圖時的偶然誤差 為了減小誤差 要盡量多測幾組數(shù)據(jù) 2 彈簧豎直懸掛時 彈簧自身的重力會帶來系統(tǒng)誤差 為了減小誤差 實驗中應(yīng)使用輕質(zhì)彈簧 四 注意事項1 所掛鉤碼不要過重 以免超出彈簧的彈性限度 2 測彈簧長度時 一定要把彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時測量 3 記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力和彈簧伸長量的對應(yīng)關(guān)系及單位 4 描點畫線時一定讓盡量多的點落在曲線上 不在曲線上的點均勻分布在曲線的兩側(cè) 5 盡量選用輕質(zhì)彈簧以減小彈簧自身重力帶來的影響 探究突破 典例剖析 隨堂檢測 類型一 實驗誤差及注意事項 例1 1 多選 在 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 的實驗中 以下說法正確的是 a 彈簧被拉伸時 不能超出它的彈性限度b 用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力 應(yīng)保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài)c 用刻度尺測得彈簧的長度即為彈簧的伸長量d 用幾根不同的彈簧 分別測出幾組拉力與伸長量 得出拉力與伸長量之比相等 探究突破 典例剖析 隨堂檢測 2 某同學(xué)做 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 的實驗 他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長 用刻度尺測出彈簧的原長l0 再把彈簧豎直懸掛起來 掛上鉤碼后測出彈簧伸長后的長度l 把l l0作為彈簧的伸長量x 這樣操作 由于彈簧自身重力的影響 最后畫出的圖線可能是下圖中的 探究突破 典例剖析 隨堂檢測 解析 本題主要考查使用彈簧時應(yīng)注意的問題 還有用圖像法來描述彈簧的彈力與其伸長量間的關(guān)系 1 本實驗中應(yīng)以所研究的一根彈簧為實驗對象 在彈性限度內(nèi)通過增減鉤碼的數(shù)目 以改變對彈簧的拉力 來探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系 所以選a b 2 考慮彈簧自身重力的影響 當(dāng)不掛鉤碼時 彈簧的伸長量x 0 所以選c 答案 1 ab 2 c 探究突破 典例剖析 隨堂檢測 類型二 實驗數(shù)據(jù)處理 例2 下表是某位同學(xué)探究彈力大小與彈簧伸長量之間的關(guān)系所得到的幾組數(shù)據(jù) 1 算出每一次彈簧伸長量 并將結(jié)果填在上表的空格內(nèi) 2 在下面的坐標(biāo)圖上作出f x圖線 3 從f x圖線中得出彈簧的勁度系數(shù)k n m 探究突破 典例剖析 隨堂檢測 解析 1 補充填寫的表格如下 2 圖像如圖所示 答案 1 見解析 2 見解析圖 3 43 5 42 44之間均可 探究突破 典例剖析 隨堂檢測 規(guī)律方法在探究性實驗中 應(yīng)由實驗數(shù)據(jù)描點 然后作出擬合曲線 只有當(dāng)擬合曲線為過原點的直線時 才能說所研究的兩個物理量成正比 探究突破 典例剖析 隨堂檢測 1 2 3 4 1 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系時 在彈性限度內(nèi) 懸掛15n重物時 彈簧長度為0 16m 懸掛20n重物時 彈簧長度為0 18m 則彈簧的原長l0和勁度系數(shù)k分別為 a l0 0 02mk 500n mb l0 0 10mk 500n mc l0 0 02mk 250n md l0 0 10mk 250n m解析 由f kx得15 k 0 16 l0 和20 k 0 18 l0 聯(lián)立得l0 0 10m k 250n m d項正確 答案 d 探究突破 典例剖析 隨堂檢測 1 2 3 4 2 多選 如圖甲所示 一個彈簧一端固定在傳感器上 傳感器與電腦相連 當(dāng)對彈簧施加變化的作用力 拉力或壓力 時 在電腦上得到了彈簧長度的形變量與彈簧產(chǎn)生的彈力大小的關(guān)系圖像 如圖乙 則下列判斷正確的是 a 彈簧產(chǎn)生的彈力和彈簧的長度成正比b 彈簧長度的增加量與對應(yīng)的彈力增加量成正比c 該彈簧的勁度系數(shù)是200n md 該彈簧受到反向壓力時 勁度系數(shù)不變 探究突破 典例剖析 隨堂檢測 1 2 3 4 解析 由f kx得 f k x 故b對 k 200n m c對 彈簧的勁度系數(shù)k是由彈簧本身的因素決定的 與彈力f的大小和彈簧形變量x的大小無關(guān) d對 答案 bcd 探究突破 典例剖析 隨堂檢測 1 2 3 4 3 一個實驗小組在 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 的實驗中 使用兩條不同的輕質(zhì)彈簧a和b 得到彈力與彈簧長度的圖像如圖所示 下列表述正確的是 a a的原長比b的長b a的勁度系數(shù)比b的大c a的勁度系數(shù)比b的小d 測得的彈力與彈簧的長度成正比解析 當(dāng)f 0時彈簧的長度等于原長 由圖像l1k2 選項b正確 c錯誤 彈力與彈簧的長度是一次函數(shù)關(guān)系 選項d錯誤 答案 b 探究突破 典例剖析 隨堂檢測 1 2 3 4 4 某同學(xué)在探究彈簧彈力與彈簧伸長量之間的關(guān)系時 實驗步驟如下 將彈簧平放在水平桌面上自然伸長時 測出其長度為原長 將彈簧豎直懸掛好 在下面依次掛上1個 2個 3個 相同的鉤碼 并量出彈簧相應(yīng)的長度l1 l2 l3 填寫下表 畫出f x圖像如圖所示 探究突破 典例剖析 隨堂檢測 1 2 3 4 問 1 該圖線未過原點的原因是什么 2 bc段為曲線的