2016导与练第4课时实验一探究弹力和弹簧伸长的关系.ppt
第4课时实验一:探究弹力和弹簧伸长的关系,实验基础,热点透析,实验创新,素能提升,实验基础 固本求源 提高技能,原理与操作,处理与分析,一、数据处理以弹簧的伸长为自变量,写出图线所代表的函数,首先尝试一次函数,如果不行再考虑二次函数.二、误差分析1.弹簧长度的测量和作图像时造成偶然误差.2.钩码标值不准确造成系统误差.三、注意事项1.对钩码的要求(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)每次所挂钩码的质量差尽量大一些,从而使坐标上描的点尽可能稀,这样作出的图线更精确.,2.测量与记录数据(1)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.(2)记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位.3.画图像描点画线时,所描的点不一定都落在一条线上,但应注意一定要使尽可能多的点落在线上,其余各点均匀分布在线的两侧.,热点透析 追踪热点 拓宽思路,实验原理和操作技巧,热点一,【例1】在探究弹力与弹簧伸长的关系的实验中,已有的实验器材是:铁架台、一只长度较长的弹簧和多个已知质量的相同钩码.为完成该实验,某同学按如图(甲)所示的装置结构,设计的操作步骤如下:,A.先把弹簧平放在桌面上,用直尺测出弹簧的原长L0.B.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;C.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;D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个钩码,分别记下钩码静止时弹簧的长度L1、L2,然后取下钩码;由x=Ln-L0计算出弹簧伸长量x,并记录在表格内;E.解释函数表达式中常数的物理意义;F.以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与伸长量的关系式,首先尝试写成一次函数,如果不行,则考虑二次函数;G.整理仪器.,(1)设计的操作有几个步骤顺序不合理,合理的顺序是:A、B、G.(2)为完成实验,还需要的实验器材有:.(3)图(乙)是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F-x图线,由此可求出弹簧的劲度系数为N/m.图线不过原点是由于。思路点拨:(1)弹簧的F-x图线的斜率表示弹簧的劲度系数,计算时要注意把坐标轴的单位统一成国际单位.(2)弹簧不能看做轻弹簧,竖直悬挂时其长度有所伸长.,解析:(1)根据完成实验的合理性可知,先后顺序为ABDCFEG.(2)根据实验原理可知还需要刻度尺来测量弹簧原长和形变量.(3)取图像中(0.5,0)和(3.5,6)两个点,代入F=kx可得k=200 N/m,由于弹簧自身的重力,使得弹簧不加外力时就有形变量.答案:(1)DCFE(2)刻度尺(3)200弹簧自身重力,实验数据的分析处理,热点二,【例2】某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系.(1)将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都应在方向(填“水平”或“竖直”).(2)弹簧自然悬挂,待弹簧时,长度记为L0;弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx;在砝码盘中每次增加10 g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6.数据如表:,表中有一个数值记录不规范,代表符号为.由表可知所用刻度尺的最小分度为.,(3)如图是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与的差值(填“L0”或“Lx”).(4)由图可知弹簧的劲度系数为N/m;通过图和表可知砝码盘的质量为g(结果保留两位有效数字,重力加速度取9.8 m/s2).,思路点拨:本实验是利用重力与弹力平衡获取若干数据,再利用图像处理数据得到劲度系数的.,实验创新 瞻新动向 探新类题,巧用变化量求弹簧的劲度系数,【典例】(2014浙江理综)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,某同学把两根弹簧如图1连接起来进行探究.,命题创新,(2)将“弹簧伸长量”转化为“弹簧长度变化量”命题动向2:将弹簧平放在桌面上,消除弹簧自身重力的影响.命题动向3:利用计算机及传感器技术,得到弹簧弹力和弹簧形变量的关系图像,如图所示.,素能提升 模拟实验 操作演练,1.(多选)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,以下说法正确的是()A.弹簧被拉伸时,不能超出它的弹性限度B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C.用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D.用几个不同的弹簧,分别测出几组拉力与伸长量,得出拉力与伸长量之比相等,AB,解析:本实验中应以所研究的一根弹簧为实验对象,在弹性限度内通过增减钩码的数目,以改变弹簧的拉力,来探究弹力与弹簧伸长的关系,所以选项A、B正确;用直尺测得弹簧的长度不是弹簧的伸长量,故选项C错误.只能用同一个弹簧,才能得出拉力与伸长量之比相等,故选项D错误.,C,解析:由于考虑弹簧自身重力的影响,当不挂钩码时,弹簧的伸长量 x0,所以选C.,3.在“探究弹力和弹簧伸长关系”的实验中,某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端,进行测量,根据实验所测数据,利用描点法作出了所挂钩码的重力G与弹簧总长L的关系图像,如图所示.根据图像回答以下问题.,(1)弹簧的原长为.(2)弹簧的劲度系数为.(3)分析图像,总结出弹簧弹力F跟弹簧长度L之间的关系式为.,答案:(1)10 cm(2)1 000 N/m(3)F=1 000(L-0.10)N,解析:(1)在弹性限度内,弹力与弹簧的伸长量成正比.,答案:(1)在弹性限度内,弹力与弹簧的伸长量成正比(2)1000.15,(2)根据实验数据描点,并用一条直线将这些点连接起来即可.如图所示.,答案:(1)81.70.012 2(2)见解析,
