高中物理人教版必修1课件 第三章 相互作用3.2 弹力2(共17张PPT)

(共17张PPT)
高中物理·必修1·人教版
第三章 相互作用
3.2 弹力 2
3
1
2
探究弹力与弹簧伸长量之间的关系
学会利用图象法处理实验数据
能根据F-x、F-l 图象求出弹簧的劲度系数
一、实验原理
1. 大小相等 刻度尺 原长
2.
二、实验器材
轻弹簧 刻度尺
一. 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
弹簧自然伸长状态时的长度l0，即原长．
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，测出对应的弹簧长度，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 = l-l0)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
二. 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．连接各点得出F随弹簧伸长量x 变化的图线．
2．以弹簧的伸长量为自变量，写出图线所代表的函数．
首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数．
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
常数的物理意义．
三、误差分析
1.本实验误差的主要来源为读数和作图时的偶然误差．
为了减小误差，要尽量多测几组数据．
2.弹簧竖直悬挂时，未考虑弹簧自身重力的影响会带来系统误差．
为了减小该系统误差，实验中应使用轻质弹簧
四、注意事项
1．实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免超出弹簧的弹性限度．
2．测量长度时，应区别弹簧原长l0、实际长度l 及伸长量x 三者之
间的不同，明确三者之间的关系．
3．记录数据时要注意弹力及伸长量的对应关系及单位．
4．描点作图时，应使尽量多的点落在画出的线上，可允许少数点
分布于线两侧，描出的线不应是折线，而应是平滑的曲线或直线．
5．尽量选轻质弹簧以减小弹簧自身重力带来的影响．
例1：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”)．

竖直
保证弹簧的形变只由砝码和砝码盘的重力产生
(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 . 数据如下表.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________．
稳定
L3
1mm
与其他数据有效位数不同
代表符号 L0 Lx L1 L2 L3 L4 L5 L6
数值(cm) 25.35 27.35 29.35 31.30 33.4 35.35 37.40 39.30

(3)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g取9.8 N/kg)
Lx
4.9
10
砝码质量为0，
x 为0
x= L－Lx
弹簧
长度
挂砝码盘
后弹簧长度
由胡克定律：
砝码盘质量：
解析
例2：(1)在“探究弹力与弹簧伸长量
的关系”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．用刻度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
弹簧拉长后的长度与原长的差
弹簧不同，劲度系数不同，
所受拉力与伸长量之比是不同
(2)某同学做“探究弹力与弹簧伸长量的
关系”的实验，他先把弹簧平放在桌
面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧
的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，
挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，
把L-L0作为弹簧的伸长量x .这样操作，
由于弹簧自身重力的影响，最后画出
的图线可能是 (　　 )
当不挂钩码时(F=0)，
弹簧的伸长量x > 0
C
解析
1.在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”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 的关系图象，如图所示，
根据图象回答以下问题：
(1)弹簧的原长为__________．
(2)弹簧的劲度系数为________．
(3)分析图象，总结出弹簧弹力F 与弹簧总长L
之间的关系式为________________________
10cm
1000N/m
F=1000(L-0.10) N
（1）G=0时，弹簧的长度为原长
（2）图线的斜率表示弹簧劲度系数
（3）图线可表示为：G =1000（L - 0.10）N
大小等于重力G
2.某同学用如图所示装置做“探究弹力和弹簧伸长关系”的实验．他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：
(g取9.8 m/s2)
(1) 根据所测数据，在
图所示的坐标纸上作出
弹簧指针所指的标尺的
刻度x 与钩码质量m 的
关系曲线．
钩码质量
m/102 g 0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00
标尺刻度
x/10－2 m 15.00 18.94 22.82 26.78 30.66 34.60 42.00 54.50
(1)根据所测数据，在图所示的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺的刻度 x 与钩码质量m 的关系曲线．
(1)根据题目中所测量的数据进行描点;
(2)用平滑的曲线(或直线)连接各点;
(3)在连接时，应让尽量多的点落在线上;
(4)不在线上的点尽量均匀分布在线的两侧;
(5)偏差比较大的点舍去.
解析
钩码质量
m/102 g 0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00
标尺刻度
x/10－2 m 15.00 18.94 22.82 26.78 30.66 34.60 42.00 54.50
(2)根据所测得的数据
和关系曲线可以判断，在
________N范围内弹力大小
与弹簧伸长关系满足胡克
定律，这种规格的弹簧的
劲度系数为________N/m．
当m≤5.00×102 g＝0.5 kg时，标尺刻度x 与钩码质量m
成一次函数关系，m＝0.5 kg，F=4.9 N
图线斜率与弹簧的劲度系数k有何关系？
25.00
0～4.9
解析
再见