2023屆物理一輪復(fù)習教學案-探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系

屆物理一輪復(fù)習教學案-探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系2023屆物理一輪復(fù)習教學案-探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系

探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系

2．實驗原理：①如圖所示，彈簧在下端懸掛鉤碼時會伸長，平衡時彈簧產(chǎn)生的彈力與

所掛鉤碼的重力．②用刻度尺測出彈簧在不同的鉤碼拉力下的伸長量x，建立坐標系，以縱坐標表示彈力大小F，以橫坐標表示彈簧的伸長量x，在坐標系中描出實驗所測得的各組（x、F）對應(yīng)的點，用平滑的曲線連接起來，根據(jù)實驗所得的圖線，就可探知彈力大小與伸長量的關(guān)系．3．實驗器材：輕質(zhì)彈簧（1根）、鉤碼（1盒）、、鐵架臺、、坐標

紙、三角板．4．實驗步驟：

⑴如圖所示，將鐵架臺放于桌面上（固定好），將彈簧的一端固定于鐵架臺的橫

梁上，在挨近彈簧處將刻度尺（最小分度為mm）固定于鐵架臺上，并用重錘線檢查刻度尺是否．

⑵記下彈簧下端不掛鉤碼時所對應(yīng)的刻度L0．

⑶在彈簧下端掛上一個鉤碼，待鉤碼靜止后，記下彈簧下端所對應(yīng)的刻度L1．

⑷用上面方法，記下彈簧下端掛2個、3個、

4個鉤碼時，彈簧下端所對應(yīng)的刻度L2、L3、L4并將所得數(shù)據(jù)記錄在表格中．

⑸用xn=Ln–L0計算出彈簧掛1個、2個、3個鉤碼時彈簧的伸長量，并根據(jù)當?shù)刂亓铀俣戎礸，計算出所掛鉤碼的總重力，這個總重力就等于彈簧彈力的大小，將所得數(shù)據(jù)填入表格．⑹根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標紙上描點，最好以彈簧彈力為縱坐標，以彈簧的伸長量為橫坐標．⑺按照圖中各點的分布與走向，嘗試作出一條平滑的曲線（包括直線），所畫的點不一定正好都在這條曲線上，但要注意使曲線的點數(shù)大致相同．

⑻以彈簧的伸長為自變量，寫出曲線所代表的函數(shù)，首先嘗試一次函數(shù)，若不行，則考慮二次函數(shù)．⑼解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義．

5．數(shù)據(jù)處理：根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標紙上描點，以彈力為縱坐標，以彈簧伸長為橫坐標．按照圖中各點的分布與走向，嘗試作一條平滑的曲線（包括直線），如果所畫的點不在同一條曲線上，那么應(yīng)該使曲線兩邊的點數(shù)大致相同．根據(jù)圖像形狀，利用數(shù)學知識，寫出以彈簧伸長為自變量，彈力為函數(shù)的函數(shù)關(guān)系式．理解函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義．本實驗最終得到彈力與彈簧伸長量之間的關(guān)系，在誤差范圍內(nèi)有F=kx，其中F為彈力，x是彈簧伸長量，k是一個由決定的物理量．6．注意事項：①實驗過程中，注意拉力不要超過彈簧測量彈簧長度時，不要用手拉彈簧，在彈簧

狀態(tài)去測量．②強調(diào)實驗的探索性，即實驗前并不知道彈力和彈簧的伸長有什么關(guān)系，如果是驗證性實驗，在坐標紙上描點以后所作直線的根據(jù)就是所驗證的規(guī)律，但這是個探索性實驗，實驗前并不知道這個規(guī)律，所以描點以后作的曲線是試探性的，只是在分析了點的分布和走向以后才決定用直線來擬合這些點．③做出直線之后，要用初中學過的正比例函數(shù)（一次函數(shù)）的知識寫出直線所代表函數(shù)解析式，即寫出F=kx.然后選定一組F和x，從而確定k的值．但這個實驗的重點在于它的探索性，比例系數(shù)的精確度不是重點．④要認識系數(shù)k的物理意義，即在伸長量一定時k越大彈力也越大，它反映了彈簧的“勁度”．⑤使用彈簧的伸長數(shù)據(jù)時應(yīng)采用（l–l0），即彈簧長度變化量．如果實驗中不用彈簧的伸長而用彈簧的總長，得到的不是正比例函數(shù)．

7．誤差分析：①本實驗誤差的主要來源為

時的偶然誤差．②彈簧豎直懸掛時，未考慮彈簧的影響．③為了減小誤差，要盡量多測幾組數(shù)據(jù)．

指的標尺刻度，然后在彈簧下端掛上鉤碼，并逐個增加鉤碼，測出指針所指的標尺刻度，所得數(shù)據(jù)列表如下：（重力加速度g=9.8m/s2）⑴根據(jù)所測數(shù)據(jù)，在圖示標紙上作出彈簧指針所指的標尺刻度x與鉤碼質(zhì)量m的關(guān)系曲線．

⑵根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)和關(guān)系曲線可以判斷，在________范圍內(nèi)，彈力大小與彈簧伸長

量相等的鉤碼，探究在彈簧限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長量的關(guān)系實驗．

⑴為完成實驗，還需要的實驗器材有：

______________________________________；⑵實驗中需要測量（記錄）的物理量有：

_____________________________________；⑶圖b是彈簧所受彈力F與彈簧伸長長度x的F-

________N/m；圖線不過原點的原因是_______________．

〖考點

1

〗實驗原理及數(shù)據(jù)處理

【例1】某同學探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系．

①將彈簧懸掛在鐵架臺上，將刻度尺固定在彈簧一側(cè)．彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在________方向（選填“水平”或“豎直”）；

②彈簧自然懸掛，待彈簧________時，長度記為L0；彈簧下端掛上砝碼盤時，長度記為Lx；在砝碼盤中每次增加10g砝碼，彈簧長度依次記為L至L．數(shù)據(jù)如下表.：

表中有一個數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號為_____________，由表可知所用刻度尺的最小分度為_____________；

③圖示是該同學根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖，縱軸是砝碼的質(zhì)量，橫軸是彈簧長度與________的差值（選填“L0”或“Lx”）．④由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為_____________N/m；通過圖和表可知砝碼盤的質(zhì)量為__________g（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度取9.8m/s2）．

【變式跟蹤1】為了測量某一彈簧的勁度系數(shù)，將該

彈簧豎直懸掛起來，在自由端掛上不同質(zhì)量的砝碼．實驗測出了砝碼質(zhì)量m與彈簧長度l的相應(yīng)數(shù)據(jù)，其對應(yīng)點已在圖中標出．（g=9.8m/s2）①作出m–l的關(guān)系圖線；