专题训练（二） 弹簧测力计原理的探究-【帮课堂】2023-2024学年八年级物理下册同步学与练（人教版）

专题训练（二） 弹簧测力计原理的探究 0401 学习目标 1.通过探究弹簧在不同外力作用下的形变程度，理解弹簧的伸长量与外力之间的正比关系，这是弹簧测力计工作的基本原理。 2.在探究过程中，学生需要使用到弹簧、测力计、砝码等基本实验器材，通过实际操作，学生可以熟悉这些器材的使用方法。 3.通过实验探究，学生可以掌握基本的实验方法与技能，如测量、记录、分析数据等，这些技能对于学生未来的科学探究具有重要意义。 4.在探究过程中，学生需要仔细观察弹簧在不同外力作用下的形变情况，分析形变与外力之间的关系，从而培养观察与分析能力。 5.在实验过程中，学生可以了解到误差的来源，如测量工具的精度、环境因素等，并学习如何减小误差的方法，这对于提高实验结果的准确性具有重要意义。 6.通过探究弹簧测力计的原理，学生可以感受到科学探究的乐趣，培养对科学探究的兴趣与态度，从而更好地理解和应用科学知识。 02 专题解读 一、实验背景 弹簧测力计是一种常见的测量力大小的工具，其原理基于胡克定律，即弹簧的伸长量与所受拉力成正比。为了深入理解这一原理，许多学者和实验者进行了大量的探究。本专题将对这些探究进行解读，以期帮助读者更好地理解弹簧测力计的原理。 二、实验目的 弹簧测力计是一种常用的力学测量仪器，其原理是弹簧的伸长量与所受的拉力成正比。本探究专题旨在通过实验的方法，深入理解弹簧测力计的原理，掌握相关的实验技能和方法，提高自身的观察与分析能力，同时培养科学探究的兴趣与态度。 三、实验方法 实验法：通过实验的方法，测量不同质量的砝码对弹簧的拉力，观察和分析弹簧的伸长量与拉力之间的关系。 数据分析法：对实验数据进行整理、分析和处理，得出弹簧的伸长量与拉力之间的规律。 误差分析法：分析实验过程中可能存在的误差来源，如测量工具的精度、环境因素等，并尝试减小误差的方法。 四、实验过程 1.实验装置：实验装置包括弹簧、测力计、砝码等基本器材。 2.实验步骤： （1）将弹簧一端固定在测力计上，另一端悬挂不同质量的砝码； （2）读取各组砝码质量m和弹簧伸长量Δx； （3）根据胡克定律F=kx，计算各组k； （4）分析数据，得出结论。 3.实验结果：通过实验，我们可以观察到弹簧的伸长量与所受拉力之间的正比关系，进一步验证了胡克定律。 4.实验分析：在实验过程中，需要注意误差的来源，如测量工具的精度、环境因素等。通过减小误差的方法，可以提高实验结果的准确性。 五、实验结果 通过探究实验，我们可以得出以下结论：在确定的实验条件下，弹簧的伸长量与所受的拉力成正比。当拉力越大时，弹簧的伸长量也越大；反之，当拉力越小时，弹簧的伸长量也越小。 六、误差分析 测量工具的精度：使用高精度的测量工具可以减小误差。 环境因素：环境温度、湿度等因素可能影响实验结果，需要在恒温、恒湿条件下进行实验。 弹簧自身质量：弹簧自身质量可能影响实验结果，需要选择质量较小的高精度弹簧。 操作误差：操作过程中可能存在误差，如砝码悬挂不垂直等，需要规范操作。 七、应用与拓展 应用：弹簧测力计广泛应用于各种场合，如物理实验、工程测量等。通过理解其原理，可以更好地使用和保养弹簧测力计。 拓展：胡克定律不仅适用于弹簧，还适用于其他弹性体。通过探究不同弹性体的胡克定律，可以进一步拓展对弹性力学知识的理解。 03 专题训练 考向一：探究弹簧测力计的原理——常规实验 1．（2023下·四川攀枝花·九年级校考阶段练习）小华在课外探究：弹簧的伸长量跟所受拉力的变化关系，利用如图甲所示实验装置记录了相应实验数据如下：（g=10N/kg） 钩码质量/g 0 50 100 150 200 250 300 400 指针位置/cm 2 3 4 5 6 7 7.5 7.5 （1）根据数据分析可知弹簧的原长为 cm。 （2）小华做出了如图乙三个图像，其中正确的是图 。 （3）分析实验数据可知，若用此弹簧做成弹簧测力计，量程是 。 2．（2022下·江苏淮安·八年级统考期中）如图所示，探究弹簧形变与外力的关系，弹簧下挂一只钩码，受到的外力是 0.5N，数据记录表中。 实验次数 1 2 3 4 5 6 悬挂钩码数/只 0 1 2 3 4 5 弹簧长度/cm 6.00 6.80 7.60 8.40 9.20 10.00 （1）实验中使用的测量工具是 ，弹簧形变的大小用 表示； （2）根据实验数据可知，弹簧受到 1N 的外力作用， 伸长 。实验结论是 ； （3）画出弹簧的伸长量与外力的关系图 。图像表明， 弹簧的伸长量与外力成 比。 3．（2023下·江苏淮安·八年级统考期中）如图·1所示