第三章 实验：探究弹簧力与形变量的关系—2020-2021学年（新教材）粤教版（2019）高中物理必修第一册课件(共21张PPT)

第三章 相互作用 实验：探究弹簧弹力与形变量的关系 一、实验目的 1.探究弹力与弹簧伸长量的关系. 2.学会利用列表法、图像法、函数法处理实验数据. 3.验证胡克定律. 一、实验步骤 1.按图安装实验装置，记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0. 2.在弹簧下端悬挂一个钩码，平衡时记下弹簧的总长度并记下钩码的重力. 3.增加钩码的个数，重复上述实验过程，将数据填入表格，以F表示弹力，l表示弹簧的总长度，x＝l－l0表示弹簧的伸长量. 二、数据处理 1.以弹力F（大小等于所挂钩码的重力）为纵坐标，以弹簧的伸长量x为横坐标，用描点法作图.连接各点，得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线，如图所示. 项目 1 2 3 4 5 6 7 F/N 0 l/cm x/cm 0 2.以弹簧伸长量为自变量，写出弹力和弹簧伸长量之间的函数关系，函数表达式中常数即为弹簧的劲度系数，这个常数也可据F-x图线的斜率求解，k＝eq \f(ΔF,Δx). 三、误差分析 由于弹簧原长及伸长量的测量都不便于操作，存在较大的测量误差，另外由于弹簧自身的重力的影响，即当未放重物时，弹簧在自身重力的作用下，已经有一个伸长量，这样所作图线往往不过原点. 四、注意事项 1.所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度. 类型一　实验原理及操作 【典例1】　以下是某同学所进行的“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验步骤： （1）将一个弹簧的上端固定在铁架台上，竖直悬挂起来，在弹簧下挂一个钩码，记下钩码的质量m1，此时弹簧平衡，弹力大小为F1＝m1g，并用刻度尺测量出此时弹簧的长度l1，并记录到表格中. （2）再增加钩码，重复上述的操作，逐渐增加钩码的重力，得到多组数据. （3）以力F为纵坐标，以弹簧长度lx为横坐标，根据所测的数据在坐标纸上描点. （4）按坐标纸上所描各点的分布与走向，作出一条平滑的曲线（包括直线）. （5）根据图线的特点，分析弹簧的弹力F与弹簧长度lx的关系，并得出实验结论. 以上步骤中至少有三个不当之处，请将不合理的地方找出来并进行修正. 解析： （1）中还应该测出弹簧的原长l0，此时应在不挂钩码的情况下，让弹簧保持自然下垂状态，用刻度尺测出从悬点到弹簧下端的长度即为l0； （3）中建立坐标系时应该以弹簧的形变量为横坐标，因为探究的是弹力与弹簧伸长量的关系； （5）中应分