第2课时 实验:探究弹簧弹力与形变量的关系 实验自主学习 【实验目的】 探究弹簧弹力和弹簧伸长量的定量关系。 【实验器材】 铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、坐标纸、铅笔等。 【实验原理与设计】 1.弹簧弹力F的确定:弹簧下端悬挂钩码,静止的钩码处于平衡状态,弹力大小与所挂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.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,根据图像可以分析弹簧弹力和弹簧伸长量的关系。 实验互动探究 【实验过程】 1.按图示安装实验装置,记下弹簧下端不挂钩码时弹簧的长度l0。 2.在弹簧下悬挂一个钩码,平衡时记下弹簧的总长度,并记下钩码的重力。 3.增加钩码的个数,重复上述实验过程,将数据填入表格。以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。 个数记录 1 2 3 4 5 6 7 F/N l/cm x/cm 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变化的图线。 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,函数表达式中常数即为弹簧的劲度系数,这个常数也可根据F-x图线的斜率求解,k=。 【误差分析】 1.系统误差:钩码标值不准确和弹簧自身重力的影响造成系统误差。 2.偶然误差: 产生原因 减小方法 弹簧拉力大小的不稳定 弹簧一端固定,另一端通过悬挂钩码来充当对弹簧的拉力,待稳定后再读数 弹簧长度测量不准 固定刻度尺,多测几次 描点、作图不准 坐标轴的标度尽量大一些,描线时让尽可能多的点落在线上或均匀分布于线的两侧 实验典例突破 【典例1】某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。 (1)图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,其示数为7.73 cm;图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度,此时弹簧的伸长量Δl为 cm。 (2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力,关于此操作,下列选项中规范的做法是 。(填选项前的字母) A.逐一增挂钩码,记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重 B.随意增减钩码,记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重 (3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量Δl与弹力F的关系图线,图线的AB段明显偏离直线OA,造成这种现象的主要原因是 。 【典例2】(2025·淄博高一检测)某中学举行创新实验设计大赛,小明同学利用橡皮筋、若干硬币(每枚硬币的质量均为6 g)、刻度尺、塑料袋、支架等,设计了如图甲所示的实验装置,测量一个卡通龙玩具的质量,取重力加速度大小为g=10 m/s2。主要实验步骤如下: (1)他将硬币以5枚为一组,逐次放入塑料袋中,测量每次稳定后橡皮筋的长度l,记录数据如表: 序号 1 2 3 4 5 硬币数量n/枚 5 10 15 20 25 长度l/cm 10.51 12.02 13.54 15.05 16.56 (2)根据表中数据在图乙上补全描点,并绘制图线; (3)经计算该橡皮筋的劲度系数为 N/m(结果保留2位有效数字); (4)取出全部硬币,把卡通龙玩具放入塑料袋中,稳定后橡皮筋长度的示数如图丙所示,此时橡皮筋的长度为 cm; (5)由上述数据可得,卡通龙玩具的质量为 kg(结果保留2位有效数字)。 (
课件网) 第三章 相互作用———力 1.重力与弹力 第1课时 重力与弹力 01 02 03 高端教学引领 课前自主学习 课堂合作探究 课程标准 素养目标 1.认识重力。 2.认识弹力。 3.通过实验,了解胡克定律。 1.了解重力和弹力的概念,解释自然现象,解决实际问题。(物理观念) 2.能在问题情境中应用重力和弹力的性质进行分析,获得结论。(科学思维) 01 高端教学引领 【教学建议】 ... ...
