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课件网) 实验 探究弹簧弹力与伸长量的关系 【扬帆起航系列】2024-2025学年高中物理同步备课必修第一册 授课人：扬帆起航 新人教版（2019） 第三章 相互作用—力 通过前面的学习我们知道，胡克通过实验找到了弹簧弹力与形变量的关系：F=kx。我们是不是也可以通过实验找到这个规律，并能测出弹簧的劲度系数呢？ 导入新课 1．探究弹簧弹力与形变量的关系。 2．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 F=kx 4 ．学会根据F —x、F —l图像求出弹簧的劲度系数。 一、实验目的 1．弹簧弹力的测量：弹簧下端悬挂的钩码静止时，弹簧弹力的大小与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与挂上钩码之后弹簧的总长度l可用刻度尺直接测出，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，根据图像分析弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。 二、实验原理 带铁夹的铁架台、毫米刻度尺、轻弹簧、钩码(一盒)、三角板、铅笔、坐标纸等。 三、实验器材 1．按如图所示安装实验装置，记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0。 2．在弹簧下悬挂一个钩码，平衡时记下弹簧的总长度和钩码的重力。 3．增加钩码的个数，重复上述实验过程，将数据填入表格，用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。 四、实验步骤 1 2 3 4 5 6 7 F/N 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 l/cm 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 x/cm 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 4．记录数据 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变化的图像。 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F=kx,函数表达式中的常数k即为弹簧的劲度系数，这个常数也可根据F-x图像的斜率求解， 。 3．得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的意义。 五、数据处理 1．所挂钩码不要过重，以免弹簧被过度拉伸，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曲线上，连线时应让尽量多的点落在所画图线上，个别严重偏离的点应舍弃，不在所画图线上的点应大致均匀分布在曲线（包括直线）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。 六、注意事项 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：弹簧竖直悬挂时未考虑弹簧重力的影响产生的误差，为减小系统误差，应使用较轻的弹簧。 七、误差分析 你具体理解系统误差和偶然误差吗？ 偶然误差是由各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的。 偶然误差总是有时偏大，有时偏小，并且偏大偏小的概率相同。因此，可以多进行几次测量，求出几次测得的数值的平均值，这个平均值比一次测得的数值更接近于真实值。 因此，可以用求平均值的方法来减小偶然误差。 八、偶然误差与系统误差 系统误差是由于仪器本身不精确，或实验方法粗略，或实验原理不完善而产生的。 系统误差的特点是在多次重做同一实验时，误差总是同样的偏大或偏小，不会出现这几次偏大另几次偏小的情况。要减小系统误差，必须校准测量仪器，改进实验方法，设计在原理上更为完善的实验。 平视 分布在线的两侧 轻质 弹性限度 竖直 平衡 自身重力 换一个不同的弹簧，重复上述实验之后得到的图像如下图②所示，与①相比有什么不同之处呢？ 注意： 斜率不同，说明斜率与弹簧本身的性质有关，表示弹簧的劲度系数，用字母 ... ...
