专题3-1 实验：探究弹力和弹簧伸长的关系（教学设计）-新高考2018-2019学年高一物理上学期精讲精练

实验：探究弹力和弹簧伸长的关系 实验目的和器材 实验原理 实验目的 1.探究弹簧弹力和弹簧伸长的定量关系。 2.学会用图像处理实验数据的方法。 1.弹簧弹力F的确定：弹簧下端悬挂钩码,静止的钩码处于平衡状态,弹力大小与所挂钩码的重力大小相等,即F=mg。 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=l-l0。 3.图像法处理实验数据：作出弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系图像,根据图像可以分析弹簧弹力和弹簧伸长量的关系。 实验器材 铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、坐标纸、铅笔等。 【实验过程】 一、实验步骤 1.按图示安装实验装置,记下弹簧下端不挂钩码时弹簧的长度l0。 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,l表示弹簧的总长度,x=l-l0表示弹簧的伸长量。 个数 记录 1 2 3 4 5 6 7 F/N 0 l/cm x/cm 0 二、数据处理 1.以弹力F(大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。 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,函数表达式中常数即为弹簧的劲度系数,这个常数也可据F-x图线的斜率求解,k= 。 【误差分析】 1.本实验误差的主要来源为读数和作图时的偶然误差。为了减小误差,要尽量多测几组数据。 2.弹簧竖直悬挂时,弹簧自身的重力会带来系统误差。为了减小误差,实验中应使用轻质弹簧。 【注意事项】 1.所挂钩码不要过重,以免超出弹簧的弹性限度。 2.测弹簧长度时,一定要把弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量。 3.记录数据时要注意弹力和弹簧伸长量的对应关系及单位。 4.描点画线时一定让尽量多的点落在曲线上,不在曲线上的点均匀分布在曲线的两侧。 5.尽量选用轻质弹簧以减小弹簧自身重力带来的影响。 类型1 实验原理及实验操作 【典题1】以下是某同学所进行的“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验步骤： (1)将一个弹簧的上端固定在铁架台上,竖