第三章 实验：探究弹簧弹力与形变的关系-【金版教程】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册创新导学案word（教科版2019）

《导学案》新教材物理·必修第一册教科版 色学科网书城四 品牌书店·知名数辅·正版资源 b.zxxK.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 实验：探究弹簧弹力与形变的关系 核心素养定位>>> 1.探究弹簧弹力与形变的关系。2学会利用图像法处理实验数据。3.能根据 Fx图像求出弹簧的劲度系数。 课前自主学习 KE OIAN ZI ZHU XUE XI 1.实验原理 探究弹簧弹力与形变的关系，需要测量多组supl(01)弹簧弹力和sup1(02)形 变量的数据。 (1)弹簧弹力F的测量：弹簧下端悬挂钩码，静止时弹簧弹力与所挂钩码的重 力mg大小supl(03)相等，即F=supl(04)mg。 (2)弹簧的伸长量x的测量：弹簧的原长1。与挂上钩码后弹簧的长度1可以用 刻度尺测出，弹簧的伸长量x=supl(05)一。 2.实验器材 铁架台、下端带挂钩的supl(06)弹簧、100g的钩码若干、supl(07)刻度尺 等。 课堂探究评价 KE TANG TAN JIU PING JIA 探究1 探究过程·获取数据 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 ◆独家授权侵权必究· 《导学案》新教材物理·必修第一册教科版 多学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxK.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 0000000 (a (b） 师生互动 活动1：实验中要测量什么物理量？如何测量？ 提示：要测量弹簧弹力的大小F和弹簧的形变量x。F等于钩码重力mg,x 由刻度尺测量。 活动2：本实验的实验步骤是什么？ 提示：(1)将弹簧挂置于铁架台的横杆上，测出弹簧的原长1o (2)在弹簧下端依次挂上1个、2个…相同的钩码。根据二力平衡可知，静 止时弹簧弹力的大小等于钩码所受重力的大小。分别测出弹簧静止时的长度， 计算出弹簧的伸长量x=1一lo。 (3)把所测得的数据填写在下列表格中。 序号 1 2 3 4 5 钩码所受重力GN 弹簧长度lm 弹力的大小FN 弹簧的伸长量xm 活动3：为了保证测量的准确性，实验时应注意什么？ 提示：()本实验要求定量测量，因此要尽可能减小实验误差。刻度尺要竖直 且靠近弹簧以减小读数带来的误差。每次改变悬挂钩码个数后，要待系统静止后 再读数。 (2)实验中所提供的刻度尺分度值为1mm,读数应估读到下一位。 ·独家授权侵权必究 《导学案》新教材物理·必修第一册教科版 色学科网书城四 品牌书店·知名数辅·正版资源 ■.ZXXK.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 (3)注意弹簧的弹性限度，使用时不要超过它的弹性限度。 (4)每次所增加钩码的质量不能太小，也不能太大，从而使弹簧伸长明显，且 采集的数据足够多。 探究 2 分析数据·得出结论 活动1：如何用图像处理实验数据？ 提示：以弹簧的弹力F为纵轴、弹簧伸长的长度x为横轴建立直角坐标系， 根据表格中的实验数据，在坐标纸上描点，作出Fx图像，如图。 活动2：由活动1能得出什么结论？ 提示：作出的Fx图像是一条过原点的直线，表明在弹性限度内，弹簧弹力 F的大小与弹簧的伸长量x成正比。图线的斜率即比值Fx,为弹簧的劲度系数。 活动3：处理实验数据时要注意什么？ 提示：(1)作Fx图像时，应适当选取坐标轴的单位长度，以使所有数据点尽 量分布在整个坐标纸平面。 (2)描点画线时，所描的点不一定都落在一条直线上，但不在直线上的点应均 匀分布在直线的两侧。个别误差较大的点可以舍去。 活动4：实验中有哪些误差？如何减小这些误差？ 提示：(1)系统误差：弹簧自身重力不能忽略带来的误差。应选用轻弹簧做实 验。（由于本实验是在弹簧自然下垂时测量弹簧原长1，所以本误差对实验结论及 弹簧劲度系数k的测量无影响) (2)偶然误差：测量长度不准确、作图不准确带来的误差。应测量多组数据， 严格用尺规作图等。 探究 3 典例探究提升能力 例在“探究弹簧弹力与形变的关系”的实验中： (1)以下是小明同学准备完成的实验步骤，请你帮他按操作的先后顺序排 ·独家授权侵权必究。 《导学案》新教材物理·必修第一册教科版 色学科网书城四 品牌书店·知名数辅·正版资源 b.zxxk.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 序： A.以弹力为横轴、形变量为纵轴建立直角坐标系，用描点法作出实验图像 B.记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度o C.将铁架台固定于水平桌面上，并将弹簧的上端系于横杆上，在弹簧附近 竖直固定刻度尺 D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个…钩码，当钩码静止时， 记下弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内 E.以弹簧形变量为自变量，写出弹簧弹力与形变量的关系式 F.解释函数表达式中常数的物理意义 (2)小华同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出 如图所示的图像，根据图像，可