【学霸笔记：同步精讲】14　第3章　实验：探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系 课件--高中物理鲁科版必修第一册

(课件网) 现代文阅读Ⅰ 把握共性之“新”　打通应考之“脉” 第3章　相互作用 实验：探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系 [实验目标]　1．知道科学探究的过程。2．学会利用列表法、图像法、函数法处理实验数据。3．能根据F-x、F-l图像求弹簧的劲度系数。 必备知识·自主预习储备 一、实验原理与设计 1．实验原理：二力平衡。 将已知质量的钩码悬挂于弹簧上，由二力平衡知，弹簧对钩码的弹力(F)大小等于钩码所受重力的大小。 2．实验设计 (1)通过改变悬挂的钩码个数来改变弹簧弹力的大小，弹簧的长度可用刻度尺直接测出，伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算。 (2)探究弹力和弹簧伸长量的关系 建立坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，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，就可探知弹力和弹簧伸长量的关系。 二、实验器材 铁架台、下端带挂钩的弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸。 三、实验步骤 1．安装实验装置，如图所示，记下弹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，平衡时记下弹簧的总长度l1，并记下钩码的质量m1。 3．增加钩码的个数，重复步骤2，并计算出每次弹簧的伸长量x和弹簧弹力F，将数据填入表格。 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 弹力F/N 弹簧总长度l/cm 弹簧的伸长量x/cm 弹簧原长l0/cm 四、数据处理 1．图像法 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。可以发现F-x图线是一条过原点的直线。 2．函数法 弹力F与弹簧的伸长量x应满足函数F＝kx的关系。 五、误差分析 产生原因 减小方法 偶然误差 测弹簧长度的读数不准 钩码静止，眼睛平视 描点画图不准 点描小些，画图时点尽可能在线上，不在线上的点尽可能分布在线的两侧 系统误差 弹簧自重 选轻质弹簧 六、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．每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标图上描的点间距尽量大些，这样作出的图线更精确。 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。 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。 5．尽量选用轻质弹簧以便能忽略自身重力的影响。 关键能力·情境探究达成 类型一　实验原理与操作 【典例1】　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在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。 (1)为完成实验，还需要的实验器材有：_____。 (2)实验中需要测量的物理量有：_____。 (3)图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F-x图像，由此可求出弹簧劲度系数为_____ N/m。当伸长量超过3.5 cm后，图线明显偏离直线，可能的原因是_____。 刻度尺 弹簧原长、弹簧挂不同个数的钩码 200 超过了弹簧的弹性限度 时所对应的伸长量(或对应的弹簧长度) (4)为完成该实验，设计的实验步骤如下： A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来； B．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0； C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺； D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码； E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式，首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数； F.解释函数表达式中常数的物理意义； G．整理仪器。 请将以上步骤按操作的先后顺序排列：_____。 CBDAEFG [解析]　(1)实验过程中需要测量 ... ...