1、實(shí)驗(yàn)：探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系彈力和彈簧的伸長(zhǎng)有什么關(guān)系呢？彈力和彈簧的伸長(zhǎng)有什么關(guān)系呢？【進(jìn)行猜想進(jìn)行猜想】 （1 1）彈力大小與彈簧長(zhǎng)度成正比；）彈力大小與彈簧長(zhǎng)度成正比； （2 2）彈力大小與彈簧的伸長(zhǎng)量成正比；）彈力大小與彈簧的伸長(zhǎng)量成正比； （3 3）彈力大小與彈簧伸長(zhǎng)量的平方成正比。）彈力大小與彈簧伸長(zhǎng)量的平方成正比。 為了驗(yàn)證哪種猜測(cè)是對(duì)的，需要測(cè)量什么量？彈為了驗(yàn)證哪種猜測(cè)是對(duì)的，需要測(cè)量什么量？彈力和彈簧的伸長(zhǎng)量各是怎樣測(cè)量的？應(yīng)該選用哪些實(shí)力和彈簧的伸長(zhǎng)量各是怎樣測(cè)量的？應(yīng)該選用哪些實(shí)驗(yàn)器材？實(shí)驗(yàn)步驟怎樣？怎樣進(jìn)行數(shù)據(jù)處理？應(yīng)該注驗(yàn)器材？實(shí)驗(yàn)步驟怎樣？怎樣進(jìn)行數(shù)據(jù)處理？應(yīng)該

2、注意哪些事項(xiàng)？意哪些事項(xiàng)？思考思考1.1.理解該實(shí)驗(yàn)的原理。理解該實(shí)驗(yàn)的原理。2.2.掌握實(shí)驗(yàn)器材的使用方法及實(shí)驗(yàn)步驟掌握實(shí)驗(yàn)器材的使用方法及實(shí)驗(yàn)步驟。3.3.培養(yǎng)學(xué)生一絲不茍的科學(xué)精神，培養(yǎng)學(xué)生一絲不茍的科學(xué)精神，學(xué)會(huì)利用圖象法處學(xué)會(huì)利用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。（重點(diǎn)）（重點(diǎn)）【實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.1.探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量之間的關(guān)系探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量之間的關(guān)系. .2.2.學(xué)會(huì)利用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)學(xué)會(huì)利用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù). .【實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理】1.1.如圖所示如圖所示, ,在彈簧下端懸掛鉤碼時(shí)彈簧在彈簧下端懸掛鉤碼時(shí)彈簧會(huì)伸長(zhǎng)會(huì)伸長(zhǎng), ,平衡時(shí)彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤平衡時(shí)彈簧

3、產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等。碼的重力大小相等。2.2.彈簧的長(zhǎng)度可用刻度尺直接測(cè)出彈簧的長(zhǎng)度可用刻度尺直接測(cè)出, ,伸長(zhǎng)伸長(zhǎng)量可以由拉長(zhǎng)后的長(zhǎng)度減去彈簧原來(lái)的長(zhǎng)量可以由拉長(zhǎng)后的長(zhǎng)度減去彈簧原來(lái)的長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算度進(jìn)行計(jì)算. .這樣就可以研究彈簧的彈力和彈簧這樣就可以研究彈簧的彈力和彈簧伸長(zhǎng)量之間的定量關(guān)系了。伸長(zhǎng)量之間的定量關(guān)系了?！緦?shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材】鐵架臺(tái)、彈簧、毫米刻度尺、鉤碼若干、三角鐵架臺(tái)、彈簧、毫米刻度尺、鉤碼若干、三角板、坐標(biāo)紙、重垂線、鉛筆。板、坐標(biāo)紙、重垂線、鉛筆。 【實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟】1.1.將彈簧的一端掛在鐵架臺(tái)上將彈簧的一端掛在鐵架臺(tái)上, ,讓其讓其自然下垂自然下垂,

4、 ,用刻度尺測(cè)出彈簧自然伸用刻度尺測(cè)出彈簧自然伸長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)的長(zhǎng)度長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)的長(zhǎng)度l0 0, ,即原長(zhǎng)。即原長(zhǎng)。2.2.如圖所示如圖所示, ,在彈簧下端掛質(zhì)量為在彈簧下端掛質(zhì)量為m m1 1的鉤碼，量出此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度的鉤碼，量出此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度l1 1，記，記錄錄m m1 1和和l1 1，填入自己設(shè)計(jì)的表格中。，填入自己設(shè)計(jì)的表格中。鉤碼個(gè)數(shù)鉤碼個(gè)數(shù)長(zhǎng)度長(zhǎng)度伸長(zhǎng)量伸長(zhǎng)量x x彈力彈力F F0 0l0 0= =1 1l1 1= =x x1 1= =l1 1- -l0 0F F1 1= =2 2l2 2= =x x2 2= =l2 2- -l0 0F F2 2= =3 3l3 3= =x x3 3= =l

5、3 3- -l0 0F F3 3= =.3.3.改變所掛鉤碼的質(zhì)量改變所掛鉤碼的質(zhì)量, ,量出對(duì)應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度量出對(duì)應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度, ,記錄記錄m m2 2、m m3 3、m m4 4、m m5 5和相應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度和相應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度l2 2、l3 3、l4 4、l5 5, ,并得出每并得出每次彈簧的伸長(zhǎng)量次彈簧的伸長(zhǎng)量x x1 1、x x2 2、x x3 3、x x4 4、x x5 5。【數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理】1.1.以彈力以彈力F(F(大小等于所掛鉤碼的重力大小等于所掛鉤碼的重力) )為縱坐標(biāo)為縱坐標(biāo), ,以以彈簧的伸長(zhǎng)量彈簧的伸長(zhǎng)量x x為橫坐標(biāo)為橫坐標(biāo), ,用描點(diǎn)法作圖用描點(diǎn)法作圖. .連接各點(diǎn)連

6、接各點(diǎn), ,得出彈力得出彈力F F隨彈簧伸長(zhǎng)量隨彈簧伸長(zhǎng)量x x變化的圖線。變化的圖線。2.2.以彈簧的伸長(zhǎng)量為自變量，寫出曲線所代表的函以彈簧的伸長(zhǎng)量為自變量，寫出曲線所代表的函數(shù)。首先嘗試一次函數(shù)數(shù)。首先嘗試一次函數(shù), ,如果不行則考慮二次函數(shù)。如果不行則考慮二次函數(shù)。3.3.得出彈力和彈簧伸長(zhǎng)量之間的定量關(guān)系得出彈力和彈簧伸長(zhǎng)量之間的定量關(guān)系, ,解釋函數(shù)解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義。表達(dá)式中常數(shù)的物理意義?！菊`差分析誤差分析】1.1.彈簧拉力大小的不穩(wěn)定會(huì)造成誤差彈簧拉力大小的不穩(wěn)定會(huì)造成誤差. .因此因此, ,使彈簧使彈簧的懸掛端固定的懸掛端固定, ,另一端通過(guò)懸掛鉤碼來(lái)充當(dāng)對(duì)彈簧

7、另一端通過(guò)懸掛鉤碼來(lái)充當(dāng)對(duì)彈簧的拉力的拉力, ,待穩(wěn)定后再讀數(shù)可以提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度。待穩(wěn)定后再讀數(shù)可以提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度。2.2.盡量精確地測(cè)量彈簧的長(zhǎng)度，也是減小實(shí)驗(yàn)誤差盡量精確地測(cè)量彈簧的長(zhǎng)度，也是減小實(shí)驗(yàn)誤差的基本方法。的基本方法。3.3.描點(diǎn)、作圖不準(zhǔn)確會(huì)造成誤差。描點(diǎn)、作圖不準(zhǔn)確會(huì)造成誤差?！咀⒁馐马?xiàng)注意事項(xiàng)】1.1.所掛鉤碼不要過(guò)重所掛鉤碼不要過(guò)重, ,以免彈簧被過(guò)分拉伸以免彈簧被過(guò)分拉伸, ,超出它超出它的彈性限度。要注意觀察的彈性限度。要注意觀察, ,適可而止。適可而止。2.2.每次所掛鉤碼的質(zhì)量盡量大一些每次所掛鉤碼的質(zhì)量盡量大一些, ,從而使坐標(biāo)上從而使坐標(biāo)上描的點(diǎn)的間距盡可

8、能大描的點(diǎn)的間距盡可能大, ,這樣作出的圖線更精確。這樣作出的圖線更精確。3.3.測(cè)彈簧長(zhǎng)度時(shí)測(cè)彈簧長(zhǎng)度時(shí), ,一定要在彈簧豎直懸掛且處于平一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時(shí)測(cè)量衡狀態(tài)時(shí)測(cè)量, ,以免增大誤差。以免增大誤差。4.4.描點(diǎn)畫線時(shí)描點(diǎn)畫線時(shí), ,所描的點(diǎn)不一定都落在曲線上所描的點(diǎn)不一定都落在曲線上, ,但應(yīng)但應(yīng)注意一定要使各點(diǎn)均勻分布在曲線的兩側(cè)。注意一定要使各點(diǎn)均勻分布在曲線的兩側(cè)。5.5.記錄數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力及彈簧伸長(zhǎng)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系記錄數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力及彈簧伸長(zhǎng)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系及單位。及單位。 【典例精析典例精析】例例1 1 某同學(xué)用如圖所示裝置做探究彈力某同學(xué)用如圖所示裝置做探究

9、彈力和彈簧伸長(zhǎng)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。他先測(cè)出不和彈簧伸長(zhǎng)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。他先測(cè)出不掛鉤碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻掛鉤碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，然后在彈簧下端掛上鉤碼度，然后在彈簧下端掛上鉤碼, ,并逐個(gè)并逐個(gè)增加砝碼增加砝碼, ,測(cè)出指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，測(cè)出指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，所得數(shù)據(jù)列表如下所得數(shù)據(jù)列表如下:(:(重力加速度重力加速度g=9.8 m/sg=9.8 m/s2 2) ) 鉤碼質(zhì)量鉤碼質(zhì)量m/m/10102 2 g g0 01.001.002.002.003.003.004.004.005.005.006.006.007.007.00標(biāo)尺刻度標(biāo)尺刻度x/x/1010-2-2 m m1

10、5.0015.0018.9418.9422.8222.8226.7826.7830.6630.6634.6034.6042.0042.0054.5054.50(1)(1)根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù), ,在坐標(biāo)紙上作出在坐標(biāo)紙上作出彈簧指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度彈簧指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度x x與砝碼與砝碼質(zhì)量質(zhì)量m m的關(guān)系曲線。的關(guān)系曲線。(2)(2)根據(jù)所測(cè)得的數(shù)據(jù)和關(guān)系曲線可根據(jù)所測(cè)得的數(shù)據(jù)和關(guān)系曲線可以判斷以判斷, ,在在_范圍內(nèi)范圍內(nèi), ,彈力大小與彈力大小與彈簧伸長(zhǎng)量關(guān)系滿足胡克定律。這彈簧伸長(zhǎng)量關(guān)系滿足胡克定律。這種規(guī)格彈簧的勁度系數(shù)為種規(guī)格彈簧的勁度系數(shù)為_N/m_N/m。 【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥

11、】(1)(1)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，然后根據(jù)各點(diǎn)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，然后根據(jù)各點(diǎn)的分布與走向的分布與走向, ,用平滑的曲線用平滑的曲線( (或直線或直線) )連接各點(diǎn)。連接各點(diǎn)。(2)(2)滿足胡克定律的應(yīng)是圖形中的直線部分。滿足胡克定律的應(yīng)是圖形中的直線部分。解析解析: :(1)(1)如圖所示如圖所示 (2)(2)根據(jù)圖形可以看出，當(dāng)根據(jù)圖形可以看出，當(dāng)m5.00m5.0010102 2 g=0.5 kg g=0.5 kg時(shí)時(shí), ,標(biāo)尺刻度標(biāo)尺刻度x x與鉤碼質(zhì)量與鉤碼質(zhì)量m m成一次函數(shù)關(guān)系成一次函數(shù)關(guān)系, ,所以當(dāng)所以當(dāng)F=mg4.9 NF=mg4.9 N范圍內(nèi)彈力大小與彈簧伸長(zhǎng)關(guān)系滿足胡范圍內(nèi)彈

12、力大小與彈簧伸長(zhǎng)關(guān)系滿足胡克定律克定律. .圖線斜率的大小在數(shù)值上等于彈簧的勁度系數(shù)圖線斜率的大小在數(shù)值上等于彈簧的勁度系數(shù)k,k,則則k=25 N/mk=25 N/m。答案答案: :(1)(1)見解析見解析 (2)0(2)04.9 N 25 4.9 N 25 例例2 2 用一個(gè)支架、一根彈簧、一把直尺和一個(gè)已知用一個(gè)支架、一根彈簧、一把直尺和一個(gè)已知質(zhì)量的鉤碼質(zhì)量的鉤碼, ,來(lái)測(cè)定某個(gè)不太重的物體有多重來(lái)測(cè)定某個(gè)不太重的物體有多重, ,該怎該怎么做么做? ?解析解析: :本題主要考查實(shí)驗(yàn)方法的拓展遷移能力。本題主要考查實(shí)驗(yàn)方法的拓展遷移能力。(1)(1)將彈簧上端固定在支架上將彈簧上端固定在

13、支架上, ,下端掛上鉤碼下端掛上鉤碼( (質(zhì)量已質(zhì)量已知為知為m),m),測(cè)出彈簧伸長(zhǎng)量測(cè)出彈簧伸長(zhǎng)量x x。(2)(2)將鉤碼取下?lián)Q上待測(cè)物體將鉤碼取下?lián)Q上待測(cè)物體, ,測(cè)出彈簧伸長(zhǎng)量測(cè)出彈簧伸長(zhǎng)量xx。(3)(3)求出待測(cè)物體的重力。求出待測(cè)物體的重力。1.1.知道了在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力知道了在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力F F的大小與彈簧的的大小與彈簧的伸長(zhǎng)（或縮短）量伸長(zhǎng)（或縮短）量x x成正比成正比2.2.學(xué)習(xí)了利用圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)了利用圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù). .1.1.在在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)中，以下說(shuō)法正確的是以下說(shuō)法正確的是( (

14、) )A A彈簧被拉伸時(shí)，不能超出它的彈性限度彈簧被拉伸時(shí)，不能超出它的彈性限度B B用增加懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，應(yīng)保用增加懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，應(yīng)保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài)證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài)C C用直尺測(cè)得彈簧的長(zhǎng)度即為彈簧的伸長(zhǎng)量用直尺測(cè)得彈簧的長(zhǎng)度即為彈簧的伸長(zhǎng)量D D用幾個(gè)不同的彈簧，分別測(cè)出幾組拉力與伸長(zhǎng)用幾個(gè)不同的彈簧，分別測(cè)出幾組拉力與伸長(zhǎng)量，得出拉力與伸長(zhǎng)量之比相等量，得出拉力與伸長(zhǎng)量之比相等ABAB2.2.如圖甲所示如圖甲所示, ,一個(gè)彈簧一端固定在傳感器上一個(gè)彈簧一端固定在傳感器上, ,傳感傳感器與電腦相連器與電腦相連. .當(dāng)對(duì)彈簧施加

15、變化的作用力當(dāng)對(duì)彈簧施加變化的作用力( (拉力或拉力或壓力壓力) )時(shí)時(shí), ,在電腦上得到了彈簧形變量與彈簧產(chǎn)生的在電腦上得到了彈簧形變量與彈簧產(chǎn)生的彈力大小的關(guān)系圖象彈力大小的關(guān)系圖象( (如圖乙如圖乙) )。則下列判斷正確的。則下列判斷正確的是是( )( )A.A.彈簧產(chǎn)生的彈力和彈簧的長(zhǎng)度成正比彈簧產(chǎn)生的彈力和彈簧的長(zhǎng)度成正比B.B.彈簧長(zhǎng)度的增加量與對(duì)應(yīng)的彈力增加量成正比彈簧長(zhǎng)度的增加量與對(duì)應(yīng)的彈力增加量成正比C.C.該彈簧的勁度系數(shù)是該彈簧的勁度系數(shù)是200 N/m 200 N/m D.D.該彈簧受到反向壓力時(shí)該彈簧受到反向壓力時(shí), ,勁度系數(shù)不變勁度系數(shù)不變【解析解析】選選BCD.

16、BCD.由乙圖可知由乙圖可知F=F=kxkx, ,即彈簧的彈力和即彈簧的彈力和彈簧的形變量成正比彈簧的形變量成正比, ,不與彈簧長(zhǎng)度成正比不與彈簧長(zhǎng)度成正比,A,A錯(cuò)誤錯(cuò)誤. .由由F=F=kxkx可知可知,B,B說(shuō)法正確說(shuō)法正確; ;由由C C正確正確;F-x;F-x圖線的斜率對(duì)應(yīng)彈簧的勁度系數(shù)圖線的斜率對(duì)應(yīng)彈簧的勁度系數(shù), ,而而x0 x0和和x0 x0時(shí)的斜率相同時(shí)的斜率相同, ,故故D D正確正確. . F20kN/m200N/mx0.1，3.3.某同學(xué)在做某同學(xué)在做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”實(shí)實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)中, ,他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長(zhǎng)他先把彈簧平

17、放在桌面上使其自然伸長(zhǎng), ,用直用直尺測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)尺測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)l0 0, ,再把彈簧豎直懸掛起來(lái)，掛上再把彈簧豎直懸掛起來(lái)，掛上鉤碼后測(cè)出彈簧伸長(zhǎng)后的長(zhǎng)度鉤碼后測(cè)出彈簧伸長(zhǎng)后的長(zhǎng)度l, ,把把l- -l0 0作為彈簧的伸作為彈簧的伸長(zhǎng)量長(zhǎng)量x.x.這樣操作這樣操作, ,由于彈簧自身重力的影響由于彈簧自身重力的影響, ,最后畫最后畫出的圖線可能是下圖中的哪一個(gè)出的圖線可能是下圖中的哪一個(gè)( )( )解題關(guān)鍵：解題關(guān)鍵：由于考慮彈簧自身重力的影響由于考慮彈簧自身重力的影響, ,當(dāng)不掛鉤當(dāng)不掛鉤碼時(shí)碼時(shí), ,彈簧的伸長(zhǎng)量彈簧的伸長(zhǎng)量x0,x0,所以選所以選C C。C C4.4.做做“探究彈力和

18、彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)步驟的實(shí)驗(yàn)步驟如下：如下：A.A.以彈簧伸長(zhǎng)量為橫坐標(biāo)以彈簧伸長(zhǎng)量為橫坐標(biāo), ,以彈力為縱坐標(biāo)以彈力為縱坐標(biāo), ,描出各描出各組數(shù)據(jù)組數(shù)據(jù)( (x,Fx,F) )對(duì)應(yīng)的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的點(diǎn), ,并用平滑的曲線連接起來(lái)并用平滑的曲線連接起來(lái)B.B.記下彈簧不掛鉤碼時(shí)其下端在刻度尺上的刻度記下彈簧不掛鉤碼時(shí)其下端在刻度尺上的刻度L L0 0C.C.將鐵架臺(tái)固定于桌子上將鐵架臺(tái)固定于桌子上( (也可在橫梁的另一側(cè)掛上也可在橫梁的另一側(cè)掛上一定的配重一定的配重),),并將彈簧的一端系于橫梁上并將彈簧的一端系于橫梁上, ,在彈簧附在彈簧附近豎直固定一刻度尺近豎直固

19、定一刻度尺D.D.依次在彈簧下端掛上依次在彈簧下端掛上2 2個(gè)、個(gè)、3 3個(gè)、個(gè)、4 4個(gè)個(gè)鉤碼鉤碼, ,并分別記并分別記下鉤碼靜止時(shí)下鉤碼靜止時(shí), ,彈簧下端所對(duì)應(yīng)的刻度并記錄在表格內(nèi)彈簧下端所對(duì)應(yīng)的刻度并記錄在表格內(nèi), ,然后取下鉤碼然后取下鉤碼 E.E.以彈簧伸長(zhǎng)量為自變量以彈簧伸長(zhǎng)量為自變量, ,寫出彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系寫出彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系式，首先嘗試寫成一次函數(shù)式，首先嘗試寫成一次函數(shù), ,如果不行則考慮二次函數(shù)如果不行則考慮二次函數(shù)F.F.解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義G.G.整理儀器整理儀器請(qǐng)將以上步驟按操作的先后順序排列出來(lái)請(qǐng)將以上步驟按操作的先后順序排列出來(lái):_:_. .CBDAEFGCBDAEFG5.5.某同學(xué)在研究學(xué)習(xí)中某同學(xué)在研究學(xué)習(xí)中, ,利用所學(xué)的知識(shí)解決了如下問(wèn)題：利用所學(xué)的知識(shí)解決了如下問(wèn)題：一輕彈簧豎直懸掛在某一深度為一輕彈簧豎直懸掛在某一深度為h=25.0cmh=25.0cm