高中物理 第1部分 第3章 实验1 探究弹力和弹簧伸长的关系课件 新人教版必修1.ppt

理解教材新知理解教材新知把握热点考向把握热点考向应用创新演练应用创新演练考向一考向一考向二考向二考向三考向三第第三三章章相相互互作作用用实实验验一一探究探究弹力弹力和弹和弹簧伸簧伸长的长的关系关系 一、实验目的一、实验目的 (1)探究弹力与弹簧伸长量之间的关系探究弹力与弹簧伸长量之间的关系 (2)学会利用列表法、图像法、函数法处理实验数据学会利用列表法、图像法、函数法处理实验数据 (3)验证胡克定律验证胡克定律 二、实验原理二、实验原理 1．用悬挂法测量弹簧的弹力．用悬挂法测量弹簧的弹力F 弹簧下端悬挂的钩码静止时，弹力大小与挂在弹簧下面弹簧下端悬挂的钩码静止时，弹力大小与挂在弹簧下面的钩码的重力相等，在弹簧下端悬挂不同的钩码个数，并分的钩码的重力相等，在弹簧下端悬挂不同的钩码个数，并分别求出重力，从而得到弹簧弹力别求出重力，从而得到弹簧弹力 2．测出弹簧的伸长量．测出弹簧的伸长量x 弹簧的原长与挂上钩码后弹簧的长度可以用刻度尺测出，弹簧的原长与挂上钩码后弹簧的长度可以用刻度尺测出，其伸长量可以用弹簧的长度减去原长来求得。

其伸长量可以用弹簧的长度减去原长来求得 3．探究弹力和弹簧伸长的关系．探究弹力和弹簧伸长的关系 建立坐标系，以纵坐标表示弹力大小建立坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示，以横坐标表示弹簧的伸长量弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实验所测得的各组，在坐标系中描出实验所测得的各组(x，，F)对应的点，用平滑的曲线连接起来，根据实验所得的图线，对应的点，用平滑的曲线连接起来，根据实验所得的图线，就可探知弹力大小与伸长量间的关系就可探知弹力大小与伸长量间的关系 四、实验步骤四、实验步骤 (1)按图实－按图实－1－－1安装实验装置，记下弹安装实验装置，记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0 (2)在弹簧下端悬挂一个钩码，平衡时记在弹簧下端悬挂一个钩码，平衡时记下弹簧的总长度并记下钩码的重力下弹簧的总长度并记下钩码的重力 图实－图实－1－－11234567F/N0l/cmx/cm0 (3)增加钩码的个数，重复上述实验过程，将数据填入增加钩码的个数，重复上述实验过程，将数据填入表格，以表格，以F表示弹力，表示弹力，l表示弹簧的总长度，表示弹簧的总长度，x＝＝l－－l0表示弹表示弹簧的伸长量。

簧的伸长量 五、数据处理五、数据处理 (1)以弹力以弹力F(大小等于所挂钩码的重力大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量为纵坐标，以弹簧的伸长量x为横坐标，用为横坐标，用描点法作图连接各点，得出弹力描点法作图连接各点，得出弹力F随弹簧随弹簧伸长量伸长量x变化的图线，如图实－变化的图线，如图实－1－－2所示图实－图实－1－－2 六、注意事项六、注意事项 (1)所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度 (2)每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标上描每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标上描的点尽可能稀一些，这样作出的图线精确的点尽可能稀一些，这样作出的图线精确 (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，以免增大误差时测量，刻度尺要保持竖直并靠近弹簧，以免增大误差 (4)描点画线时，所描的点不一定都落在一条曲线上，描点画线时，所描的点不一定都落在一条曲线上，但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧。

但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧 (5)记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位 七、误差分析七、误差分析 由于弹簧原长及伸长量的测量都不便于操作，故存在由于弹簧原长及伸长量的测量都不便于操作，故存在较大的测量误差，另外由于弹簧自身的重力的影响，即当较大的测量误差，另外由于弹簧自身的重力的影响，即当未放重物时，弹簧在自身重力的作用下，已经有一个伸长未放重物时，弹簧在自身重力的作用下，已经有一个伸长量，这样所作图线往往不过原点量，这样所作图线往往不过原点 [例例1]　在　在“探究弹力和弹簧伸长的关系探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，以下实验中，以下说法正确的是说法正确的是 (　　　　) A．所挂钩码越多，作出的图线越精确，误差越小．所挂钩码越多，作出的图线越精确，误差越小 B．用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位．用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态于竖直位置且处于平衡状态 C．用直尺测量弹簧的长度即为弹簧的伸长量．用直尺测量弹簧的长度即为弹簧的伸长量 D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等得出拉力与伸长量之比相等 [解析解析]　弹簧的伸长量是指弹簧伸长后的长度减去弹　弹簧的伸长量是指弹簧伸长后的长度减去弹簧的原长，故簧的原长，故C错误；做实验时要用同一个弹簧来测量，错误；做实验时要用同一个弹簧来测量，故故D错误，实验时所挂钩码不可过重，以免超过弹簧的弹错误，实验时所挂钩码不可过重，以免超过弹簧的弹性限度，性限度，A错误，因此只有错误，因此只有B项正确。

项正确 [答案答案]　　B [例例2]　某同学用如图实－　某同学用如图实－1－－3所示装所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验他先置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上度，然后在弹簧下端挂上1个钩码，并逐渐个钩码，并逐渐增加钩码的个数，测出指针所指的标尺刻度，增加钩码的个数，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：所得数据列表如下：(重力加速度取重力加速度取g＝＝9.8 m/s2)图实－图实－1－－3砝码质量砝码质量m/××102 g01.002.003.004.005.006.007.00标尺刻度标尺刻度x/××10－－2 m15.0018.9422.82 26.7830.6634.6042.0054.50 (1)根据所测数据，在如图实－根据所测数据，在如图实－1－－4所示的坐标纸上作所示的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度出弹簧指针所指的标尺刻度x与钩码质量与钩码质量m的关系曲线的关系曲线图实－图实－1－－4 (2)根据所测得的数据和关系曲线可以判断，在根据所测得的数据和关系曲线可以判断，在________ N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律，这种规格的弹簧的颈度系数为律，这种规格的弹簧的颈度系数为________ N/m。

 [解析解析]　　(1)根据题目中所测量的数据进行描点，然根据题目中所测量的数据进行描点，然后用平滑的曲线后用平滑的曲线(或直线或直线)连接各点，在连接时应让尽量多连接各点，在连接时应让尽量多的点落上的点落上偏差比较大的点舍去偏差比较大的点舍去)不上的点尽量不上的点尽量平均分布的两侧，如图所示平均分布的两侧，如图所示[答案答案]　见解析　见解析 (2)有一段横截面是圆形的橡皮筋，应有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用如图实－用如图实－1－－5所示的实验装置可以所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量测量出它的杨氏模量Y的值首先利用的值首先利用测量工具测量工具a测得橡皮筋的长度测得橡皮筋的长度L＝＝20.00 cm，，利用测量工具利用测量工具b测得橡皮筋未受到拉力时的直径测得橡皮筋未受到拉力时的直径D＝＝4.000 mm，，那么测量工具那么测量工具a应该是应该是________，测量工具，测量工具b应该是应该是________图实－图实－1－－5 (3)下面的表格是橡皮筋受到的拉力下面的表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长量与伸长量x的实验记录的实验记录。

拉力拉力F/N510152025伸长量伸长量x/cm1.63.24.76.48.0 请作出请作出F－－x图像，由图像可求得该橡皮筋的劲图像，由图像可求得该橡皮筋的劲度系数度系数k＝＝________N/m (4)这种橡皮筋的这种橡皮筋的Y值等于值等于_________ [答案答案]　　(1)D　　(2)毫米刻度尺　螺旋测微器　毫米刻度尺　螺旋测微器　(3)图像见图像见解析图　解析图　3.1×102　　(4)5×106 Pa。