32彈力二學案滬科版必修1

1、學案3彈力(二)學習目標定位1.探究彈力與彈簧伸長量之間的關系2學會利用圖像法處理實驗數(shù)據(jù)3能根據(jù)FX、F-1圖像求岀彈簧的勁度系數(shù).溫故追本溯源推陳方可知新知識,儲備區(qū)驗原理1. 如圖1所示，在彈簧下端懸掛鉤碼時彈簧會伸長，平衡時彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼受到的重力大小相等.彈簧的原長與掛上鉤碼后彈簧的長度可以用刻度尺測出,其伸長量x可以用彈簧的長度減去原41長來求得.2. 建立直角坐標系，以縱坐標表示彈力大小F,以橫坐標表示彈簧的伸長量 X,在坐標系中描出實 驗所測得的各組(x, F)對應的點，作岀彈簧彈力 F與彈簧伸長量x的關系圖像，根據(jù)實驗所得的圖像，就可探知彈力大小與彈簧伸長量之間的關

2、系二、實驗器材輕彈簧、鉤碼(一盒)、刻度尺、鐵架臺.學習?探究區(qū)基礎自學落實重點互動探究圖23. 改變所掛鉤碼的質(zhì)量，測岀對應的彈簧長度，記錄血2、皿3、皿4、” 5、和相應的彈簧長度上、3、 ， 4、 ,5 、 ？4.計算出每次彈簧的伸長量1234567F/N0Z/cmx(x = 同和彈簧受到的拉力F(F=mg),并將數(shù)據(jù)填入表格x/cm0數(shù)據(jù)處理1.建立直角坐標系，以F為縱軸，x為橫軸，根據(jù)測量數(shù)據(jù)用描點法作圖.連接各點得出F隨彈簧 伸長量x變化的圖線2.以彈簧的伸長量為自變量，寫岀曲線所代表的函數(shù).首先嘗試一次函數(shù)，如果不行則考慮二次函數(shù).3.得出彈力和彈簧伸長量之間的定量關系，解釋函數(shù)

3、表達式中常數(shù)的物理意義三、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，未考慮彈簧自身重力的影響會帶來系統(tǒng)誤差.為了減小該系統(tǒng)誤差，實驗中應使用輕質(zhì)彈簧.四、注意事項1. 實驗中彈簧下端掛的鉤碼不要太多，以免超出彈簧的彈性限度2. 測量長度時，應區(qū)別彈簧原長穌實際長度/及伸長量x三者之間的不同，明確三者之間的關系3. 記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力及伸長量的對應關系及單位4. 描點作圖時，應使盡量多的點落在畫岀的線上，可允許少數(shù)點分布于線兩側(cè)，描岀的線不應是折線，而應是平滑的曲線或直線.5. 盡量選輕質(zhì)彈簧以減小彈簧自身重力帶來的影響

4、N典例精析【例1】某同學探究彈力與彈簧伸長量的關系. 將彈簧懸掛在鐵架臺上，將刻度尺固定在彈簧一側(cè).彈簧軸線和刻度尺都應在方向（填“水平”或“豎直”）.（2）彈簧自然懸掛，待彈簧時，長度記為“；彈簧下端掛上砥碼盤時，長度記為&在底碼盤代表符號L°Lx3L2L3L5L6數(shù)值（cm）25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30表中有一個數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號為 .由表可知所用刻度尺的最小分度為 圖3是該同學根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖，縱軸是砥碼的質(zhì)量，橫軸是彈簧長度與的差值（填“L?！?或）.山圖可知彈簧的勁度系數(shù)為N/m ;通過圖和表可知磋碼盤的質(zhì)量

5、為一（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度g取9.8 N/kg)解析(1)為保證彈簧的形變只由底碼和蠢碼盤的重力產(chǎn)生，所以彈簧軸線和刻度尺均應在豎直方向(2)彈簧靜止穩(wěn)定時，記錄原長山；表中的數(shù)據(jù)匕3與其他數(shù)據(jù)有效位數(shù)不同，所以數(shù)據(jù)匕3不規(guī)范，標準數(shù)據(jù)應讀至 cm位的后兩位，最后一位應為估讀值，精確至0.1mm,所以刻度尺的最小分度為1 由題圖知所掛硅碼質(zhì)量為0時，x為0,所以x = L - LJL為彈簧長度). 由胡克定律F = kAx知，mg = k(L -乙v),即mg = kx,所以圖線斜率即為彈簧的勁度系數(shù)同理，破碼盤質(zhì)量k(Lx - L。)4.9 X (27.35-25.35) X10

6、' 2虻一=91kg=0.01 kg = 10 g.答案(1)豎直(2)穩(wěn)定圮1 mm(3)心(4)4.9 10【例2】(1)在“探究彈力與彈簧伸長量的關系”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. 用幾個不同的彈簧，分別測出幾組拉力與伸長量，得出拉力與伸長量之比相等(2)某同學做“探究彈力與彈簧伸長量的關系”的實驗，他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長，用直尺測出彈簧的原長Lo,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把LL0

7、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()變對與原長的解析(1)本實驗中應以需要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 彈簧的拉力，實驗時彈簧要處于豎直位置，故A、B正確；彈簧的伸長量為彈簧拉長后的長度差，故C錯誤；對于不同的彈簧，其所受拉力與伸長量之比是不同的，故D錯誤.x>0,所以選C.由于考慮彈簧自身重力的影響，當不掛鉤碼時，彈簧的伸長量1. 在“探究彈力與彈簧伸長量的關系”的實驗中，某實驗小組將不同數(shù)量的鉤碼分別掛在豎直彈簧下端，進行測量，根據(jù)實驗所測數(shù)據(jù)，利用描點法作岀了所掛鉤碼的重力G與彈簧總長乙的關系圖像，如圖4所示

8、，根據(jù)圖像回答以下問題:(1) 彈簧的原長為(2) 彈簧的勁度系數(shù)為 分析圖像，總結(jié)出彈簧彈力圖4F與彈簧總長L之間的關系式為 答案 10 cm (2)1 000 N/m(3)F=1 000(L-0.10)N解析 鉤碼的重力等于其對彈簧的拉力，又根據(jù)胡克定律F = kx = k(L-Lo)、40距表示彈簧原長，斜率表示彈簧的勁度系數(shù)，故lq = 10 cm, k=(14 一 1UF= 1 000(L-0.10) N.，所以圖線在橫軸上的截N/m = 1 000N/m,即2,某同學用如圖5所示裝置做“探究彈力與彈簧伸長量的關系”的實驗.他先測出不掛鉤碼時彈簧下端指針所指的標尺刻度，然后在彈簧下端

9、掛上鉤碼，并逐個增加鉤碼，測出指針所指的標尺刻度，所得數(shù)據(jù)列表如下：(g取9.8 N/kg)鉤碼總質(zhì)量 m/102 g01.002.003.004.005.006.007.00標尺刻度2x/10 2m15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.0054.50x與鉤碼總質(zhì)量 m的關系曲線(1)根據(jù)所測數(shù)據(jù)在圖6坐標紙上作出彈簧指針所指的標尺刻度x/10 -2m(2)根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)和關系曲線可以判斷，在N范圍內(nèi)彈力大小與彈簧伸長量關系滿足胡克定律.這種規(guī)格彈簧的勁度系數(shù)為N/m.答案(1)見解析圖(2)0? 4.9 25.00像如解析 根據(jù)表格中的各組數(shù)據(jù)在坐標紙上標岀相應的點，然后用平滑曲線連接這些點，作岀的圖 圖所示.1 m系滿年人皿，、實(2)根據(jù)作岀的圖線可知，鉤碼質(zhì)量在0? 500 g范圍內(nèi)圖線是直線，表明彈力大小與彈簧伸長量關足胡克定律.在這個范圍內(nèi)的曲線上找到相距較遠的兩點，利用這兩點的坐標值計算彈簧的勁ZW 5X10 2X10-