粤教版高中物理必修第一册 第三章 相互作用 第二节 第2课时 实验：探究弹簧弹力与伸长量的关系 课件(共43张PPT)

(课件网) 第2课时　实验：探究弹簧弹力与伸长量的关系 一、实验目的 1.探究弹簧弹力与形变量的关系． 2.学会利用图像研究两个物理量之间关系的方法． 二、实验原理 1.弹簧的弹力F的测量：弹簧下端悬挂的钩码静止时，弹力大小与所挂钩码所受的重力大小相等，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.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． 三、实验器材 轻质弹簧（一根），钩码（一盒），刻度尺，铁架台，坐标纸． 四、实验步骤 1.将弹簧的一端固定在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度L0，即原长． 2.在弹簧下端挂质量为m1的钩码，测出此时弹簧的长度L1，记录m1和L1. 3.改变所挂钩码的质量，重复步骤2，记录m2、m3、m4、m5…和相应的弹簧长度L2、L3、L4、L5…. 4.计算出每次弹簧的伸长量x（x＝L－L0）和弹簧受到的拉力F（F＝mg），并将数据填入表格． 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 F/N 0 L/cm x/cm 0 五、数据处理 1.以弹力F（大小等于所挂钩码所受的重力）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，如图所示． 六、误差分析 1.偶然误差：由于读数和作图不准产生的误差，为了减小偶然误差要尽量多测几组数据． 2.系统误差：在弹簧自然下垂的情况下，测弹簧的原长，已消除系统误差． 七、注意事项 1.所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度． 2.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． 3.描点画线时，所描的点不一定都落在一条直线上，但应注意一定要使各点均匀分布在直线的两侧． 4.记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位． 课堂 深度探究 题型一　教材原型实验 　　（2025·汕头期中）如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究“弹簧弹力与弹簧伸长量的关系”实验． （1）实验中还需要的测量工具有_____． [解析]　实验中还需要的测量工具有刻度尺． 刻度尺（或者毫米刻度尺） （2）如图乙所示，根据实验数据绘图，纵轴是钩码质量m，横轴是弹簧的形变量x.由图像可得结论：在弹簧的弹性限度内， _____， 弹簧的劲度系数k＝_____N/m（计算结果保留2位有效数字，重力加速度g取10 m/s2）. 在误差允许范围内，弹簧的弹力与伸长量成正比 5.0 （3）如图丙所示，实验中用两根不同的弹簧a和b，作出弹簧弹力F与弹簧长度L的FL图像，下列说法正确的有_____． A.a的原长比b的短 B．a的劲度系数比b的大 C．a的劲度系数比b的小 D．当两弹簧长度相同时，弹簧a的弹力比弹簧b的大 ABD [解析]　图像与横轴的交点等于弹簧原长，则a的原长比b的短，A正确；图像的斜率等于劲度系数，则a的劲度系数比b的大，B正确，C错误；由图像可知，当两弹簧长度相同时，弹簧a的弹力比弹簧b的大，D正确． 　　实验小组做“探究弹簧弹力与形变量关系”实验时，所用的器材有：待测弹簧(能承受的最大拉力为5 N)、钩码(每个50 g，共5只)、铁架台(含铁夹)、米尺． (1)弹簧上端与米尺零刻度对齐，弹簧的下端位置如图甲中放大图所示，米尺的最小分度是1 mm，则弹簧的原长是_____cm. [解析]　米尺的最小分度是1 mm，需要估读到下一位，则弹簧的原长是5.00 cm. 5.00 (2)测得实验数据如表： 钩码个数 1 2 3 4 5 弹力F/N 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45 弹簧下端位置x/cm 6.70 10.50 14.30 18.10 22.00 请根据表中数据在图乙坐标系中作出F－x图像． [解析]　作出F－x图像，如图所示． 见解析图 ... ...