【全程复习方略】2013-2014学年高中物理（人教版）必修一多媒体教学课件：36 实验：探究弹力和弹簧伸长的关系（课件+视频素材+flash素材，3份）

实验：探究弹力和弹簧伸长的关系 弹力和弹簧的伸长有什么关系呢？ (1)弹力大小与弹簧长度成正比； (2)弹力大小与弹簧的伸长量成正比； (3)弹力大小与弹簧伸长量的平方成正比。 【进行猜想】 为了验证哪种猜测是对的，需要测量什么量？弹力和弹簧的伸长量各是怎样测量的？应该选用哪些实验器材？实验步骤怎样？怎样进行数据处理？应该注意哪些事项？ 思考 1.探究弹力和弹簧伸长量之间的关系。 2.掌握利用图像研究两个物理量之间关系的方法。(重点) 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. 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. 【实验原理】 铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角板、坐标纸、重垂线、铅笔. 【实验器材】 1.将弹簧的一端挂在铁架台上,让其 自然下垂,用刻度尺测出弹簧自然伸 长状态时的长度l0,即原长. 2.如图所示,在弹簧下端挂质量为m1 的钩码，量出此时弹簧的长度l1，记 录m1和l1，填入自己设计的表格中. 【实验步骤】 3.改变所挂钩码的质量,量出对应的弹簧长度,记录m2、m3、m4、m5和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5,并得出每次弹簧的伸长量x1、x2、x3、x4、x5. 钩码个数 长度 伸长量x 弹力F 0 l0= 1 l1= x1=l1-l0 F1= 2 l2= x2=l2-l0 F2= 3 l3= x3=l3-l0 F3= ... ... ... ... 点击鼠标，动手尝试 4020.unknown 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. 2.以弹簧的伸长量为自变量，写出曲线所代表的函数.首先尝试一次函数,如果不行则考虑二次函数. 3.得出弹力和弹簧伸长之间的定量关系,解释函数表达式中常数的物理意义. 【数据处理】 在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长 (或缩短)量 x 成正比。即F=kx 1.式中比例系数k称为弹簧的劲度系数。 2.不同的弹簧，其劲度系数一般是不同的。 3.影响k的因素：材料、粗细、长度、匝数 4.胡克定律通常用来计算弹簧弹力的大小。 【实验结论】 1.弹簧拉力大小的不稳定会造成误差.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,待稳定后再读数可以提高实验的准确度. 2.尽量精确地测量弹簧的长度，也是减小实验误差的基本方法. 3.描点、作图不准确会造成误差. 【误差分析】 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.要注意观察,适可而止. 2.每次所挂钩码的质量差尽量大一些,从而使坐标上描的点的间距尽可能大,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,以免增大误差. 【注意事项】 4.描点画线时,所描的点不一定都落在曲线上,但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧. 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. 在物理学中经常用图像处理物理问题，应用图像的好处是直观、方便，根据已知数据选择坐标轴的标度是作好图像的关键.作图像的方法是：用平滑的曲线(或直线)将坐标纸上的各点连结起来，若是直线，应使各点均匀分布于直线上或直线两侧，偏离直线太大的点应舍弃，有时可以通过改变物理量的方法，把曲线变为直线，使图像更直观. 【方法技巧】 【典例1】一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长 量的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a 和b，得到弹力与弹簧长度的图像如图所示，下列 表述正确的是( ) A.a的原长比b的长 B.a的劲度系数比b的大 C.a的劲度系数比b的小 D.测得的弹力与弹簧的长度成正比 B 【典例2】某同学用如图所示装置做探究 弹力和弹簧伸长量的关系的实验.他先测 出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻 度,然后在弹簧下端挂上砝码,并逐个增加 砝码,测出指针所指的标尺刻度,所得数据 列表如下:(重力加速度g=9.8 m/s2) (1)根据所测数据,在坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线. 砝码质量 m/×102 g 0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 标尺刻度 x/×10-2 m 15.00 18.94 22.82 26.78 30.66 34.60 42.00 54.50 (2)根据所测得的数据和关系曲线可以判断,在_____范围内,弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律.这种规格弹簧劲度系数为________N/m. 【解题指导】 (