實驗探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系實驗驗證力的平行四邊形定則配套PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1實驗探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系實驗驗實驗探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系實驗驗證力的平行四邊形定則配套證力的平行四邊形定則配套(2)用刻度尺測出彈簧在不同的鉤碼拉力下的伸長量 x，建立坐標(biāo)系，以縱坐標(biāo)表示彈力大小 F，以橫坐標(biāo)表示彈簧的伸長量 x，在坐標(biāo)系中描出實驗所測得的各組(x，F(xiàn))對應(yīng)的點，用平滑的曲線連接起來，根據(jù)實驗所得的圖線，就可探究彈力大小與伸長量間的關(guān)系3實驗器材輕質(zhì)彈簧(一根)、鉤碼(一盒)、刻度尺、鐵架臺、重錘線、坐標(biāo)紙、三角板等第1頁/共27頁4實驗步驟(1)如圖 242 所示，將鐵架臺放在桌面上(固定好)，將彈簧的一端固定在鐵架臺的橫梁上，在接近彈簧處將刻度尺(最小分度為

2、 1 mm )固定于鐵架臺上，并檢查刻度尺是否豎直.圖 242(2)記下彈簧下端不掛鉤碼時所對應(yīng)的刻度 L0 .(3)在彈簧下端掛上一個鉤碼，記下靜止時彈簧所對應(yīng)的刻度 L1.第2頁/共27頁(4)用上面方法，記下彈簧下端掛 2 個、3 個、4 個鉤碼時，彈簧下端所對應(yīng)的刻度 L2、L3、L4 ，并將所得數(shù)據(jù)記錄在表格中.第3頁/共27頁(5)用 xnLn L0 計算出彈簧掛 1 個、2 個、3 個鉤碼時彈簧的伸長量，并根據(jù)當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎?g，計算出所掛鉤碼的總重力，這個總重力就等于彈簧彈力的大小，將所得數(shù)據(jù)填入表格. 5數(shù)據(jù)處理(1)建立坐標(biāo)系：標(biāo)明橫軸和縱軸所表示的物理量及單位(2)標(biāo)度

3、：標(biāo)度要適當(dāng)，讓所得到的圖線布滿整個坐標(biāo)系(3)描點：描點時要留下痕跡(4)連線： 讓盡可能多的點落在同一直線上，讓其余的點落在直線的兩側(cè)，誤差較大的點舍棄(5)根據(jù)圖象作出結(jié)論第4頁/共27頁1(雙選) (2010 年深圳聯(lián)考)如圖 243 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形變量與彈簧產(chǎn)生的彈力大小的關(guān)系圖象，如圖乙所示則下列判斷正確的是()圖 243第5頁/共27頁答案：答案：CDA彈簧產(chǎn)生的彈力和彈簧的長度成正比B彈力增加量與對應(yīng)的彈簧長度成正比C該彈簧的勁度系數(shù)是 200 N/mD該彈簧受到反向壓力時，勁度

4、系數(shù)不變解析：由圖乙知，F(xiàn)x 是一個過原點的直線，k200.10N/m200 N/m，可知 A 錯，彈力增加量與對應(yīng)的彈簧長度的增加量成正比，與對應(yīng)的彈簧長度不成正比，B 錯C、D 正確第6頁/共27頁2(2010 年安徽三校聯(lián)考)某同學(xué)在研究性學(xué)習(xí)中，利用所學(xué)的知識解決了如下問題：一輕彈簧豎直懸掛于某一深度為 h25.0 cm，且開口向下的小筒中(沒有外力作用時彈簧的下部分位于筒內(nèi)，但測力計可以同彈簧的下端接觸)，如圖 244 甲所示，如果本實驗的長度測量工具只能測量出筒的下端彈簧的長度 l，現(xiàn)要測出彈簧的原長 l0 和彈簧的勁度系數(shù)，該同學(xué)通過改變 l 而測出對應(yīng)的彈力 F，作出 Fl 變

5、化的圖線如圖乙所示，則彈簧的勁度系數(shù)為_N/m，彈簧的原長 l0_m.第7頁/共27頁圖 24430200.20.1N/m此 Fl 圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)，k100 N/m，k(hl0)10 N，得 l00.15 m.解析：由胡克定律可得 Fkxk(hll0)k(hl0)kl.因100 0.15第8頁/共27頁圖 24430200.20.1N/m此 Fl 圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)，k100 N/m，k(hl0)10 N，得 l00.15 m.解析：由胡克定律可得 Fkxk(hll0)k(hl0)kl.因100 0.15第9頁/共27頁圖 24430200.20.1N/m此 Fl 圖線

6、的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)，k100 N/m，k(hl0)10 N，得 l00.15 m.解析：由胡克定律可得 Fkxk(hll0)k(hl0)kl.因答案：答案：100 0.15第10頁/共27頁考點 2 驗證力的平行四邊形定則1實驗?zāi)康模候炞C力的平行四邊形定則2實驗器材：方木板、白紙、彈簧測力計(兩個)、刻度尺、圖釘、橡皮條、細(xì)繩套(兩個)、鉛筆等3實驗原理：利用測力計測力作矢量圖驗證力的平行四邊形定則第11頁/共27頁4實驗步驟(1)把橡皮條的一端固定在板上的 A 點.(2)用兩條細(xì)繩結(jié)在橡皮條的另一端，通過細(xì)繩用兩個彈簧測力計互成角度拉橡皮條，橡皮條伸長，使結(jié)點伸長到 O 點(如圖 24

7、5).圖 245第12頁/共27頁(3)用鉛筆記下 O 點的位置，畫下兩條細(xì)繩的方向，并記下兩個測力計的讀數(shù).(4)在紙上按比例作出兩個力 F1、F2 的圖示，用平行四邊形定則求出合力 F.(5)只用一個測力計，通過細(xì)繩把橡皮條上的結(jié)點拉到同樣的位置 O 點，記下測力計的讀數(shù)和細(xì)繩的方向，按同樣的比例作出這個力 F的圖示，比較 F與用平行四邊形定則求得的合力 F 的大小是否相等、方向是否相同(6)改變 F1 和 F2 的夾角和大小，再做兩次第13頁/共27頁5注意事項(1)用彈簧測力計測拉力時，應(yīng)使拉力沿彈簧測力計的軸線方向，橡皮條、彈簧測力計和細(xì)繩套應(yīng)位于與紙面平行的同一平面內(nèi)(2)同一次實

8、驗中，橡皮條拉長后的結(jié)點位置 O 必須保持不變(3)使用彈簧測力計測力時，拉力適當(dāng)大一些(4)畫力的圖示時應(yīng)該選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)度盡量使圖畫的大些，同一次實驗中標(biāo)度應(yīng)該相同，要嚴(yán)格按力的圖示要求和幾何作圖法作出平行四邊形，求出合力第14頁/共27頁3將橡皮筋的一端固定在 A 點，另一端拴上兩根細(xì)繩，每根細(xì)繩分別連著一個量程為 5 N、最小刻度為 0.1 N 的彈簧測力計，沿著不同的方向拉彈簧測力計當(dāng)橡皮筋的活動端拉到 O點時，兩根細(xì)繩相互垂直，如圖 246 所示，這時彈簧測力計的示數(shù)可從圖中讀出圖 246第15頁/共27頁(1)由圖可讀得兩個相互垂直的拉力的大小分別為_N和_N.(2)在下面所示的方

9、格紙上按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力第16頁/共27頁答案：(1)4.002.50(2)如圖 9.圖 9第17頁/共27頁熱點 1 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系【例 1】(2010 年福建卷)某實驗小組研究橡皮筋伸長與所受拉力的關(guān)系實驗時，將原長約 200 mm 的橡皮筋上端固定，在豎直懸掛的橡皮筋下端逐一增掛鉤碼(質(zhì)量均為 20 g)，每增掛一只鉤碼均記下對應(yīng)的橡皮筋伸長量；當(dāng)掛上 10 只鉤碼后，再逐一把鉤碼取下，每取下一只鉤碼，也記下對應(yīng)的橡皮筋伸長量根據(jù)測量數(shù)據(jù)，作出增掛鉤碼和減掛鉤碼時的橡皮筋伸長量 l與拉力 F 關(guān)系的圖象如圖 2 4 7 所示從圖象中可以得出_.(填選項前的字

10、母)第18頁/共27頁A增掛鉤碼時 l 與 F 成正比，而減掛 鉤碼時 l 與 F 不成正比B當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時，增掛鉤碼時 橡皮筋的伸長量比減掛鉤碼時的大C當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時，增掛鉤碼時 橡皮筋的伸長量與減掛鉤碼時的相等D增掛鉤碼時所掛鉤碼數(shù)過多， 導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度圖 247解析：本題屬于中等題，解題的關(guān)鍵在于弄清為什么兩條圖象會錯開實驗中由于增掛鉤碼時所掛鉤碼數(shù)過多，導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度，彈簧無法及時恢復(fù)原長，兩條圖象才會出現(xiàn)差異選項 D 正確答案：答案：D第19頁/共27頁1(單選)(惠州 2011 屆高三調(diào)研)某同學(xué)做“探索彈力和彈簧伸長的關(guān)系”實驗他先把彈簧平放在桌面上使其自

11、然伸長，用直尺測出彈簧的原長 L0，再把彈簧豎直懸掛起來，掛上砝碼后測出彈簧伸長后的長度L，把 LL0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列所示圖線的哪一個()C解析：由于考慮彈簧自身重力的影響，當(dāng)不掛鉤碼時，彈簧的伸長量 x0，所以選 C.第20頁/共27頁熱點 2 驗證力的平行四邊形定則【例2】某同學(xué)在家中嘗試驗證平行四邊形定則，他找到三條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘子，設(shè)計了如下實驗：將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個釘子 A、B 上，另一端與第三條橡皮筋連接，結(jié)點為 O，將第三條橡皮筋的另

12、一端通過細(xì)繩掛一重物如圖 248 所示圖 248第21頁/共27頁(1)為完成實驗，下述操作中必需的是_.bcda測量細(xì)繩的長度b測量橡皮筋的原長c測量懸掛重物后橡皮筋的長度d記錄懸掛重物后結(jié)點 O 的位置(2)釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次驗證，可采用的方法是_更換不同的小重物第22頁/共27頁解析：本實驗中，結(jié)點 O 受三個拉力處于靜止?fàn)顟B(tài)，三力彼此平衡，任意兩個力的合力與第三個力等大反向只要以兩橡皮筋的伸長量(代表兩個拉力的大小)為長沿 OA、OB 方向為鄰邊做平行四邊形，只要該平行四邊形的對角線與懸掛重物的橡皮筋在一條直線上，與表示其拉力的線段相等，即驗證了平行四邊形定則，

13、故實驗要測量橡皮筋的原長、懸掛重物后橡皮筋的長度，才能算出橡皮筋受力后的伸長量，為了確定拉力的方向，每次必須記錄結(jié)點 O 的位置由于釘子位置固定，可改變的條件只能是所懸掛的重物的質(zhì)量，即可采用方法是更換不同的小重物第23頁/共27頁探究彈簧彈力與形變量之間的關(guān)系實驗，與驗證力的平行四邊形定則實驗所采用的實驗方法不同，但是相比之下驗證力的平行四邊形定則的實驗對步驟的要求更嚴(yán)格，所以在靜力學(xué)的兩個試驗中，要著重注意驗證力的平行四邊形定則實驗而驗證彈力與形變量的關(guān)系實驗，只需要記住在彈性限度內(nèi)，彈力與形變量成正比就可以了第24頁/共27頁2(2010 年華師附中測試)在做“互成角度的兩個共點力的合成”的實驗中有以下實驗步驟，其合理順序是：_.(用相應(yīng)字母表示)A通過改變兩個拉力的大小和方向，從而改變橡皮條的伸長，再重復(fù)做幾次；B只用一個彈簧測力計，通過細(xì)繩把橡皮條的結(jié)點拉到同樣的位置 O，記下彈簧測力計的讀數(shù)和細(xì)繩的方向，按同樣比例作出這個力 F的圖示；第25頁/共27頁C在桌面上放一塊方木板，在木