32科學探究彈力第2課時課件高一上學期物理

第2節(jié)科學探究：彈力第2課時第三章

相互作用學習目標1.能完成實驗“探究彈簧彈力的大小與伸長量的關(guān)系”。2.掌握胡克定律，并能用胡克定律進行簡單的計算。彈簧彈力的大小與形變量有什么關(guān)系呢？提出問題彈簧的伸長量或縮短量越大，彈簧的彈力越大大膽猜想彈簧彈力的大小與彈簧的形變量成正比設(shè)計實驗實驗：探究彈簧彈力的大小與伸長量的關(guān)系胡克定律1.實驗?zāi)康?1)探究彈簧彈力的大小與伸長量的關(guān)系。(2)了解彈簧測力計的工作原理。2.實驗器材鐵架臺、帶掛鉤的彈簧、鉤碼、

3.實驗原理與設(shè)計(1)將已知質(zhì)量的鉤碼懸掛于彈簧上，由二力平衡可知，彈簧對鉤碼的彈力大小

鉤碼所受重力的大小。F=G(2)通過改變懸掛的鉤碼

來改變彈簧彈力的大小，測出彈簧未掛鉤碼時的

及掛鉤碼后的長度，可得出掛不同數(shù)量鉤碼情況下彈簧的

。(3)由此可進一步得出彈簧彈力的大小與彈簧伸長量的關(guān)系。等于個數(shù)長度(彈簧原長)伸長量4.實驗步驟(1)安裝實驗裝置。(2)用刻度尺測量彈簧原長。(3)在彈簧掛鉤上依次掛不同數(shù)量的鉤碼，并分別記下實驗所掛鉤碼的總質(zhì)量及彈簧長度。次數(shù)12345鉤碼質(zhì)量m/g

彈簧彈力F/N

彈簧長度l/cm

彈簧伸長量x/cm

0010.9501.8512.800.5501001.014.653.705.6016.551.51502002.018.407.455.數(shù)據(jù)分析(1)將數(shù)據(jù)及計算結(jié)果填入表中。

彈簧彈力的大小與伸長量的關(guān)系(2)在坐標紙上作出彈簧彈力大小隨伸長量變化的圖像，并進行分析討論。彈簧彈力F(N)00.51.01.52.0彈簧形變量x(cm)01.853.705.607.45F/Nx/cm0×××××0.51.02.01.52.53.0123456786.實驗結(jié)論(1)彈簧的彈力隨伸長量的增大而

。(2)在誤差允許范圍內(nèi)，彈簧的彈力大小與

成正比。增大伸長量用F表示用x表示(1)盡量選輕質(zhì)彈簧以減小彈簧

帶來的影響。(2)實驗中彈簧下端掛的鉤碼不要太多，避免

。(3)測量長度時，應(yīng)區(qū)別彈簧原長l0、實際長度l及形變量x三者之間的不同，明確三者之間的關(guān)系。為了減小彈簧自身重力帶來的影響，測彈簧原長時應(yīng)讓彈簧在

時保持自由下垂狀態(tài)，而不是平放在水平面上處于自然伸長狀態(tài)。7.注意事項自身重力超出彈簧的彈性限度不掛鉤碼(4)記錄數(shù)據(jù)時要注意彈簧的彈力及形變量的對應(yīng)關(guān)系及單位。(5)描點作圖時，應(yīng)使盡量多的點落在畫出的線上，可允許少數(shù)點均勻分布于線兩側(cè)，偏離太大的點應(yīng)舍去，描出的線不應(yīng)是折線，而應(yīng)是平滑的曲線或直線。在“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”的實驗中。(1)下列實驗步驟是甲同學準備完成的，請你幫他按正確操作的先后順序，將各步驟前的字母寫在橫線上

。A.以彈簧伸長量為橫坐標，以彈力大小為縱坐標，描出各組數(shù)據(jù)(x，F(xiàn))對應(yīng)的點，并用平滑的曲線連接起來；B.將鐵架臺固定于桌子上，并將彈簧的一端系于橫梁上，在彈簧附近豎直固定一把刻度尺；C.記下彈簧不掛鉤碼時，其下端對應(yīng)的刻度l0；D.依次在彈簧下端掛上1個、2個、3個、…、n個鉤碼，并分別記下鉤碼靜止時，彈簧下端所對應(yīng)的刻度并記錄在表格內(nèi)，然后取下鉤碼；E.以彈簧伸長量為自變量，寫出彈力的大小與彈簧伸長量的關(guān)系式；F.解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義。BCDAEF(2)乙同學在做實驗過程中，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，由于彈簧自身重力的影響，這樣操作最后畫出的圖線可能是____。C(3)如圖是丙同學按正確步驟完成實驗并畫出彈簧彈力的大小和彈簧形變量的關(guān)系圖線。寫出該圖線的函數(shù)表達式：____________。F＝0.43x(N)如圖所示，你能根據(jù)圖像求出表達式F＝kx中的比例系數(shù)k嗎？它是什么物理量？F＝kx斜率3.503.002.502.001.501.000.50

（0，0）（13.6，3.5）

k為彈簧的勁度系數(shù)胡克英國科學家（1635——1703）胡克定律1.內(nèi)容：在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力F的大小跟

成正比，即F＝

。2.勁度系數(shù)：式中的比例系數(shù)k稱為彈簧的

，單位是

，符號是

，是表示彈簧“軟”“硬”程度的物理量。3.勁度系數(shù)與彈性體的

、

等因素有關(guān)。彈簧伸長(或壓縮)的長度xkx勁度系數(shù)N/m形狀材料牛頓每米1.彈簧的形變量越大，彈力就會越大，若將彈簧拉得很長甚至拉直，還能用胡克定律計算嗎？不能。超出了彈簧的彈性限度，不能再用胡克定律計算了。2.生活中說有的彈簧“硬”，有的彈簧“軟”，指的就是它們的勁度系數(shù)不同。那彈簧的勁度系數(shù)跟哪些因素有關(guān)呢？彈簧的勁度系數(shù)k只與彈簧本身有關(guān)，由彈簧本身的材料、長度、粗細、匝數(shù)等因素決定，它反應(yīng)了彈簧的軟硬程度，與彈力F的大小和形變量x無關(guān)。例題：如圖所示，一根輕彈簧長度由原來的5.00cm伸長為6.00cm時，手受到的彈力為10.0N。那么，當這根彈簧伸長到6.20cm時（在彈性限度內(nèi)），手受到的彈力有多大？

C.彈簧的勁度系數(shù)k是由彈簧本身的性質(zhì)決定的，與彈力F的大小和彈簧

形變量x的大小無關(guān)D.彈簧的勁度系數(shù)在數(shù)值上等于彈簧伸長(或縮短)單位長度時彈力的數(shù)值A(chǔ)CD2.由實驗測得某彈簧所受彈力F和彈簧的長度x的關(guān)系圖像如圖所示，求：(1)該彈簧的原長；答案(1)6cm(2)1000N/m(2)該彈簧的勁度系數(shù)。3.用如圖甲所示的裝置來探究胡克定律。輕質(zhì)彈簧的左端與固定在墻上的拉力傳感器連接，右端在水平拉力F的作用下從原長開始沿水平方向緩慢伸長，彈簧與水平面不接觸，通過刻度尺可以讀出彈簧的伸長量x，通過