3.1 第2课时 实验：探究弹簧弹力与形变量的关系-【高考领航】2021-2022学年新教材高中物理必修第一册同步核心辅导与测评课件（人教版）

实验要点梳理 实验热点剖析 课堂巩固训练 第2课时　实验：探究弹簧弹力与形 变量的关系 实验要点梳理 实验热点剖析 课堂巩固训练 实验要点梳理 实验热点剖析 课堂巩固训练 实验 要点梳理 一、实验目的 1．探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。 2．学会用列表法、图像法、函数法处理实验数据。 实验要点梳理 实验热点剖析 课堂巩固训练 二、实验原理 1．如图所示，在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等。 实验要点梳理 实验热点剖析 课堂巩固训练 2．弹簧的长度可用刻度尺直接测出，伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算。这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系了。 3．求弹簧的劲度系数 弹簧的弹力F与其伸长量x成正比，比例系数k＝eq \f(F,x)，即为弹簧的劲度系数；另外，在F-x图像中，直线的斜率也等于弹簧的劲度系数。 实验要点梳理 实验热点剖析 课堂巩固训练 三、实验器材 铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、坐标纸。 四、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。 实验要点梳理 实验热点剖析 课堂巩固训练 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。 1 2 3 4 5 6 7 F/N 0 l/cm x/cm 0 实验要点梳理 实验热点剖析 课堂巩固训练 五、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。 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，即k＝eq \f(ΔF,Δx)。 实验要点梳理 实验热点剖析 课堂巩固训练 六、误差分析 1．由于弹簧原长及伸长量的测量都不便于操作，故存在较大的测量误差。 2．由于弹簧自身的重力的影响造成误差，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，这样在作图线时，图线在x轴有一截距。 3．描点、作图不准确也会引起误差。所以，每次所挂钩码的质量差适当大一些，从而使坐标纸上描的点尽可能分散，这样作出的图线更精确。 实验要点梳理 实验热点剖析 课堂巩固训练 七、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。 2．每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使在坐标上描的点尽可能分散一些，这样作出的图线更精确。 3．测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量，刻度尺要保持竖直并靠近弹簧，以免增大误差。 4．描点画线时，所描的点不一定都落在一条直线上，但应注意一定要使各点均匀分布在直线的两侧。 5．记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位。 实验要点梳理 实验热点剖析 课堂巩固训练 实验 热点剖析 　eq \a\vs4\al(实验原理及注意事项) 　“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验： (1)(多选)实验中，以下说法正确的是(　　) A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度 B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态 C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量 D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与弹簧的伸长量之比相等 实验要点梳理 实验热点剖析 课堂巩固训练 (2)某同学先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把(L－L0)作为弹簧的伸长量x。这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是图中的(　　) 　 实验要点梳理 实验热点剖析 课堂巩固训练 【解析】　(1)本实验中应以所研究的一根弹簧为实验对象，在弹性限度内通过增减钩码的数目，以改变对弹簧的拉力，来探究弹力与弹簧伸长量的关系，A、B正确，C、D错误。 (2)考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量x≠0，所以选C。 【答案】　(1)AB　 (2)C 实验要点梳理 实验热点剖析 课堂巩固训练 本实验会因弹簧拉力大小的不稳定造成读取弹簧长度时产生误差，因此，使弹簧的悬挂端固定，另一端通过悬挂钩码来充当对弹簧的拉力，当弹簧及钩码停止上下振动处于静止状态时测量弹簧的长度，可以提高实验的精确度。 实验要点梳理 实验热点剖析 课堂巩固训练 　eq \a\vs4\al(数据的处理) 　某同学在做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，所用实