1 重力与弹力 第2课时 实验:探究弹簧弹力与形变量的关系、胡克定律 实验步骤 4.l-l0 例1 (1)CBDAEF (2)①1.2 2.3 3.5 4.6 5.8 ②如图所示 ③F=0.43x ④表示弹簧的劲度系数,即表示使弹簧伸长或者缩短1 cm所需的外力大小为0.43 N [解析] (1)在做实验的时候一般步骤为先组装器材,然后进行实验,最后处理数据,故顺序为CBDAEF. (2)③、④根据图像,该直线为一条过原点的直线,即弹簧弹力与伸长量成正比,则F=kx=0.43x.式中的常数表示弹簧的劲度系数,即表示使弹簧伸长或者缩短1 cm所需的外力大小为0.43 N. [教材链接] (1)伸长(或缩短)的长度x kx (2)牛顿每米 N/m 例2 (1)110 N (2)46 N [解析] (1)重物的重力为0时弹簧测力计示数为1 N,重力为100 N时弹簧测力计示数为91 N,则每1 N示数对应的拉力F0= N= N 当示数为100 N时,所挂重物的重力G1=(100-1)F0=110 N (2)当所挂重物的重力为50 N时,示数x=N=46 N 随堂巩固 1.(1)竖直 (2)静止 L3 1 mm (3)Lx (4)4.9 10 (5)200 弹簧自身存在重力 [解析] (1)为保证弹簧的拉力与砝码盘和砝码的重力大小相等,弹簧轴线和刻度尺均应在竖直方向上. (2)弹簧静止时,记录长度L0;表中L3的数据与其他数据有效数字位数不同,所以L3的数据不规范,标准数据应读至cm单位的后两位小数,最后一位应为估读值,所以刻度尺的分度值为1 mm. (3)由题图甲知所挂砝码质量为0时,x为0,所以x=L-Lx(L为弹簧长度). (4)由胡克定律F=kx知,mg=k(L-Lx),即mg=kx,所以图线斜率表示,则弹簧的劲度系数k=g= N/m=4.9 N/m.同理,砝码盘的质量m0== kg=0.01 kg=10 g. (5)F-x图像中图线的斜率表示弹簧的劲度系数,则题图乙中的斜率k= N/m=200 N/m;图线不过原点说明没有力时弹簧有了形变量,故说明受到弹簧自身重力的影响. 2.B [解析] 劲度系数反映了弹簧的性质,其大小由弹簧本身决定,与弹簧所受的拉力大小及弹簧伸长或缩短的长度无关,选项B正确. 3.D [解析] 小刚用600 N的力把它们拉长,则小刚的每只手受到拉力器的拉力为600 N,故A错误;小刚用600 N的力把它们拉长,则4根弹簧产生的弹力为600 N,每根弹簧产生的弹力为150 N,故B错误;根据F=kΔx,解得k== N/m=125 N/m,将拉力器拉长1 m所需拉力F1=4kΔx'=4×125×1 N=500 N,故C错误,D正确.1 重力与弹力 第2课时 实验:探究弹簧弹力与形变量的关系、胡克定律 学习任务一 实验:探究弹簧弹力与形变量的关系 【实验器材】 弹簧、刻度尺、钩码、铁架台、坐标纸. 【实验原理】 1.如图所示,在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长,平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩 码受到的重力大小相等,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x可以用弹簧的长度减去弹簧的原长求得. 2.建立直角坐标系,以纵坐标表示弹力的大小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,用平滑曲线连接起来,根据实验所得的图像,就可探究弹力大小与弹簧形变量之间的关系. 【实验步骤】 1.将弹簧的一端挂在铁架台上,让其自然下垂,用刻度尺测出此时弹簧的长度l0作为原长. 2.如图所示,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m,测出对应的弹簧长度l,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= )和弹簧受到的拉力F(F=mg),并将数据填入表格. 1 2 3 4 5 6 7 F/N 0 l/cm x/cm 0 【数据处理】 1.建立直角坐标系,以F为纵轴,x为横轴,根据测量数据用描点法作图.连接各 点得到弹簧弹力F随伸长量x变化的图线,如图所示. 2.得出弹簧弹力与伸长量之间的定量关系,解释函数表达式中常数的物理意义. 例1 一位同学在做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验. (1)下列实验步骤是这位同学准备完成的,请你帮 ... ...
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