第3章 1 重力与弹力 第2课时 实验：探究弹簧弹力与形变量的关系-【优化探究】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册同步导学案配套PPT课件（人教版，江苏）

人教物理必修第一册 返回导航 上页 下页 第2课时 实验：探究弹簧弹力与形变量的关系 人教物理必修第一册 返回导航 上页 下页 实验必备自主探究 实验研析创新学习 课堂检测巩固演练 人教物理必修第一册 返回导航 下页 实验必备自主探究 一、实验目的 1.探究弹簧弹力与形变量的关系。 2.学会利用图像研究两个物理量之间关系的方法。 人教物理必修第一册 返回导航 上页 下页 二、实验思路 1.弹簧受力会发生形变，形变的大小与受到的外力有关。沿着弹簧的 方向拉弹簧，当形变稳定时，弹簧的弹力与使它发生形变的拉力在数值 上是相等的。用悬挂法测量弹簧的弹力，利用的是钩码和弹簧静止时弹 簧的弹力与挂在弹簧下面的钩码的重力相等。 2.弹簧的长度可用刻度尺直接测出，伸长量可由弹簧拉长后的长度减 去弹簧的原长来得出。 人教物理必修第一册 返回导航 上页 下页 3.建立坐标系，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，就可探究弹簧弹力与形变量的关 系。 三、实验器材 轻弹簧、钩码（一盒）、刻度尺、铁架台、三角板、重垂线、坐标纸 等。 人教物理必修第一册 返回导航 上页 下页 四、进行实验 1.按如图所示安装实验装置，记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度 loo 刻度尺 鹅 名 人教物理必修第一册 返回导航 上页 下页 2.在弹簧下悬挂一个钩码，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，表示弹簧的总长度，2泰④弹镜的伸长量。 F/N 0 I/cm x/cm 0 人教物理必修第一册 返回导航 上页 下页 五、数据处理与分析 1.以弹力F伏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。由实际作出的 Fx图像可知，图线为过原点的直线。 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， 函数表达式中的常数即弹簧的劲度系数，这个常数也可根据F-x图线的 △E 斜率求解，k=△x° 人教物理必修第一册 返回导航 上页 下页 六、误差分析 产生原因 减少方法 (1)多组测量 偶然误差 读数、作图误差 (2)所挂钩码的质量差适当大些 系统误差 弹簧自重 选轻弹簧 人教物理必修第一册 返回导航 上页 下页 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，从而使坐标上描的点尽可能稀 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稳定状态时测量，刻 度尺要保持竖直并靠近弹簧，以免增大读数误差。 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 使不在直线上的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。