第3章 第2节 课时2 实验：探究弹簧弹力与形变量的关系-（课件）2022-2023学年新教材高中物理必修第一册【南方凤凰台·5A新学案】粤教版

第*页 第三章 相互作用 5A新学案 物理 · 必修第一册(粤教版) 第三章 相互作用 第二节　弹力 课时2　实验：探究弹簧弹力与形变量的关系 2. 建立平面直角坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实验所测得的各组(x，F)对应的点，用平滑曲线连接起来，根据实验所得的图像，就可探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系． 必备知识·记忆理解 4. 计算出每次弹簧的伸长量x(x＝L－L0)和弹簧受到的拉力F(F＝mg)，并将数据填入表格. 1 2 3 4 5 6 7 F/N 0 L/cm x/cm 0 基础内化 1. (2022·东莞东华高级中学)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，安装好实验装置，让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂1个钩码，静止时弹簧长度为l1，如图甲所示，图乙是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大图，示数l1＝_______________________cm. 他通过实验得到如图丙所示的弹力大小F与弹簧长度l的关系图线．由此图线可得该弹簧的原长l0＝_____cm，劲度系数k＝_______N/m. INCLUDEPICTURE"bbb217.TIF" 甲　 乙　 丙 自然 解析：由刻度尺的读数方法可知图中的读数为12.85 cm；图线与x轴的交点为弹簧原长，可得该弹簧的原长l0＝4 cm，由图像可知，斜率表示弹簧的劲度系数k＝eq \f(ΔF,Δx)＝eq \f(8,20－4×10－2) N/m＝50 N/m. 12.85(12.84～12.86) 4 50 分类悟法 考向1　实验原理、操作 1. 实验原理：用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力下的伸长量x，建立直角坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实验所测得的各组(x，F)对应的点，用平滑的曲线连接起来，根据实验所得的图线，就可探知弹力大小与弹簧伸长量间的定量关系． 实验结论： (1) F－x图像应是过原点的直线，直线的_______等于弹簧的劲度系数． (2) F－l图像是不过原点的直线，其与横轴的截距等于弹簧的_______，斜率仍然等于弹簧的劲度系数． 2. 操作注意事项 (1) 弹簧下端挂的钩码不要太多，以免超出弹簧的___________. (2) 应区别弹簧原长l0、实际长度l及伸长量x三者之间的不同，为了减小弹簧自身重力带来的影响，测弹簧原长时应让弹簧在不挂钩码时保持自然下垂状态． (3) 记录数据时要注意弹力及伸长量的对应关系及单位． (4) 尽量选轻质弹簧以减小弹簧___________带来的影响． 3. 考查分析：重点考查实验原理、操作注意事项． 关键能力·分析应用 斜率 原长 　(2022·辽宁大连一零三中学)某同学在做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验． 甲　　 乙 弹性限度 自身重力 (1) 用如图甲所示的装置做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验，下列说法中正确的是_____. A. 每次增加的钩码数量必须相等 B. 任何弹簧的弹力与伸长量之比都相等 C. 通过实验可知，在弹性限度内，弹力与弹簧的长度成正比 D. 用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧竖直且处于平衡状态 解析：每次增加的钩码数量不必相等，A错误；不同劲度系数的弹簧的弹力与伸长量一般不相同，B错误；在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，C错误；在弹性限度内通过增减钩码的数量，在竖直方向上改变对弹簧的拉力，来探究弹力与弹簧伸长量的关系，D正确． D (2) 该同学通过实验得到如图乙所示的弹簧长度l与弹力大小F的关系图线．由此图线可得该弹簧的原长l0＝__________cm，劲度系数k＝____________________ N/m. (结果均保留三位有效数字) 解析：由胡克定律可得，弹簧的长度和弹簧弹力关系为x＝eq \f(F,k)＋x0，由此可得图线的纵截距为该弹簧的原长，即l0＝11.6 cm，由胡克定律有k＝eq \f(ΔF,Δx)＝eq \f(0.7,0.24－0.116) N/m≈5.65 N/m 11.6 5.65(5.64～5.66均可) 考向2　数据处理、误差分析 1. 数据处理 (1) 建立直角坐标系，以F为纵轴、x为横轴，根据测量数据用描点法作图．连接各点得出F随弹簧伸长量x变化的图线． 描点作图时，应使尽量多的点落在画出的线上，可允