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课件PPT（人教版2019）

第三章　相互作用——力 实验：探究弹簧弹力与 形变量的关系 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F­x图像求出弹簧的劲度系数。 目录 1 2 3 课前自主学习 KE QIAN ZI ZHU XUE XI 课堂探究评价 KE TANG TAN JIU PING JIA 课后课时作业 KE HOU KE SHI ZUO YE 课前自主学习 KE QIAN ZI ZHU XUE XI 目录 弹簧弹力 形变量 相等 mg l－l0 * 1．实验思路 探究弹簧弹力与形变量的关系，需要测量多组eq \x(\s\up1(01))______________和eq \x(\s\up1(02))________的数据。 2．物理量的测量 (1)弹簧弹力F的确定：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eq \x(\s\up1(03))________，即F＝eq \x(\s\up1(04))________。 (2)弹簧的伸长量x的确定：弹簧的原长l0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＝eq \x(\s\up1(05))_______。 目录 刻度尺 * 3．数据处理 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。根据实验数据，在坐标纸上描点，作出F­x图像。 4．实验器材 轻弹簧、铁架台、钩码、eq \x(\s\up1(06))_______、铅笔、坐标纸。 目录 课堂探究评价 KE TANG TAN JIU PING JIA 目录 探究1 探究2 探究3 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”． 目录 探究1 探究2 探究3 提示 * 活动1：实验中要测量什么物理量？如何测量？ 活动2：本实验的实验步骤是什么？ 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。 提示：(1)把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，用刻度尺测出弹簧静止时的长度l0，即弹簧原长。 (2)在弹簧下端悬挂一个钩码，静止后测出此时弹簧的长度l，计算出钩码的重力F。 目录 探究1 探究2 探究3 提示 * (3)改变所挂钩码的个数，测量和计算相应的l和F，并将数据填入表格，其中弹簧形变量x＝l－l0。 次数 1 2 3 4 5 6 7 F/N 0 l/cm x/cm 0 目录 探究1 探究2 探究3 探究　　分析数据·得出结论 提示 * 活动1：如何处理实验数据？ 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。 目录 探究1 探究2 探究3 提示 * 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的大小跟弹簧的形变量x成正比。图线的斜率即比值eq \f(F,x)，为弹簧的劲度系数。 目录 探究1 探究2 探究3 提示 * 活动3：实验中要注意什么？ 提示：(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，这样作出的图线较精确。 (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，刻度尺要保持竖直并靠近弹簧，以免增大误差。 (4)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。 (5)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。 目录 探究1 探究2 探究3 提示 * 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。 (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。 目录 探究1 探究2 探究3 探究　　典例探究·提升能力 CBDAEF 答案 * 例 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l0 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 目录 探究1 探究2 探究3