第三章 实验：探究弹簧弹力与形变量的关系-【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（粤教版2019）

物理必修·第一册 多学科网书城四 品牌书店，知名教辅·正版资源 ■.ZXXK.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 实验：探究弹簧弹力与形变量的关系 ②核心素养定位 1.探究弹簧弹力与形变量的关系2.学会利用图像法处理实验数据.3.能根据 F-X图像求出弹簧的劲度系数 课前自主学习 1.实验原理 探究弹簧弹力与形变量的关系，需要测量多组sup1(01弹簧弹力和」 slup1(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1sup103)相等，即F=1slup1(04)mg (2)弹簧的伸长量X的测量：弹簧的原长L。与挂上钩码后弹簧的长度L可以 用刻度尺测出，弹簧的伸长量x=1slup1(05)L一L 2.实验器材 铁架台、下端带挂钩的不同1s1up106弹簧若干、50g的钩码若干、1 s\up1(0Z)刻度尺等 课堂探究评价 探究 探究过程·获取数据 仔细观察下列图片，认真参与师生互动” c①c0 GCG 师生互动 活动1：实验中要测量什么物理量？如何测量？ 1 ◆独家授权侵权必究 物理必修·第一册 多学科网书城四 品牌书店，知名教辅·正版资源 b2XXk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 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)如图所示，将弹簧一端固定在铁架台上，让弹簧自然下垂，用刻度 尺测量并记录弹簧的原长L0 (2)在弹簧的挂钩上，挂上一个钩码，测量弹簧伸长后的长度，计算此时弹力 的大小并将数据填入下表中 实验数据记录表 弹簧原长：Lo= cm 实验 钩码的重力 弹簧的长度 弹簧的伸长量 弹力的大小 次数 G/N L/cm x/cm F/N (3)依次增加钩码，重复上述操作 (4)换用两条不同的弹簧重做上述实验， 活动3：为了保证测量的准确性，实验时应注意什么？ 提示：(1)本实验要求定量测量，因此要尽可能减小实验误差.标尺要竖直且 紧靠指针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1m,读数应估读到下一位. (3)注意弹簧的弹性限度，使用时不要超过它的弹性限度 揉究☒ 分析数据得出结论 活动1：如何用图像处理实验数据？ 提示：以单簧的弹力F为纵轴、弹簧伸长的长度X为横轴建立直角坐标系， 2 ·独家授权侵权必究 物理必修·第一册 多学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b2XXk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 根据表格中的实验数据，在坐标纸上描点，作出F-X图像，如图。 活动2：由活动1你能得出什么结论？ 提示：作出的F-X图像是一条过原点的直线，表明在单性限度内，单簧弹力 F的大小跟弹簧的形变量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F-X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.应选用轻单簧做实 验.（由于本实验是在单簧自然下垂时测量弹簧原长L。,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 探究日 典例探究·提升能力 $例.0 在“探究弹簧弹力与形变量的关系”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 序： A.以单力为横轴、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0 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 3 独家授权侵权必究 物理必修·第一册 多学科网书城四 品牌书店，知名教辅·正版资源 ■b2XXk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 下单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实验，根据测得的数据绘出 如图所示的图像，小华同学得到的X-F图像上端为曲线，说明小华同学没能完全 按实验要求做，图像上端为曲线是因为 ↑x/m 6 8 F/N (3)根据图像可得出的结论是 (4)若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选单簧 (选填“甲”或 “乙” [规范解