1、第三章,相互作用,第3講實(shí)驗(yàn)：探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系,目標(biāo)定位 1.探究彈力與彈簧伸長量之間的關(guān)系. 2.學(xué)會利用列表法、圖象法、函數(shù)法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù). 3.能根據(jù)F-x、F-l圖象求出彈簧的勁度系數(shù).,預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 梳理識記點(diǎn)撥,1.實(shí)驗(yàn)原理：(1)如圖1所示，在彈簧下端懸掛鉤碼時(shí)彈簧會伸長，平衡時(shí)彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼受到的重力 .彈簧的原長與掛上鉤碼后彈簧的長度可以用_測出，其伸長量x可以用彈簧的長度減去 來求得.,大小相等,刻度尺,原長,圖1,(2)建立直角坐標(biāo)系，以縱坐標(biāo)表示彈力大小F，以橫坐標(biāo)表示彈簧的伸長量x，在坐標(biāo)系中描出實(shí)驗(yàn)所測得的各組(x，F(xiàn))對應(yīng)的點(diǎn)，用 連接起來，根據(jù)實(shí)

2、驗(yàn)所得的圖線，就可探知彈力大小與彈簧伸長量之間的關(guān)系.,平滑的曲線,想一想： 在探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，測量原長時(shí)彈簧水平放置與豎直放置有什么區(qū)別？ 答案水平放置的原長小于豎直放置的原長.豎直放置時(shí)，彈簧重力把彈簧拉長了，所以測得的原長大.,2.實(shí)驗(yàn)器材： 、鉤碼(一盒)、 、鐵架臺、坐標(biāo)紙.,輕彈簧,刻度尺,課堂講義 理解深化探究,一、實(shí)驗(yàn)步驟 1.將彈簧的一端掛在鐵架臺上，讓其自然下垂，用刻度尺測出彈簧自然伸長狀態(tài)時(shí)的長度l0，即原長.,2.如圖2所示，在彈簧下端掛質(zhì)量為m1的鉤碼，測出此時(shí)彈簧的長度l1，記錄m1和l1.,圖2,3.改變所掛鉤碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟2，記錄m2、m

3、3、m4、m5、和相應(yīng)的彈簧長度l2、l3、l4、l5、. 4.計(jì)算出每次彈簧的伸長量x(xll0)和彈簧受到的拉力F(Fmg)，并將數(shù)據(jù)填入表格.,二、數(shù)據(jù)處理 1.建立直角坐標(biāo)系，以F為縱軸，x為橫軸，根據(jù)測量數(shù)據(jù)用描點(diǎn)法作圖.連接各點(diǎn)得出F隨x變化的圖線. 2.以彈簧的伸長量為自變量，寫出彈力和彈簧伸長量之間的函數(shù)關(guān)系.首先嘗試一次函數(shù)，如果不行則考慮二次函數(shù). 3.得出彈力和彈簧伸長量之間的定量關(guān)系，解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義.,三、誤差分析 1.讀數(shù)和作圖時(shí)會帶來偶然誤差.為了減小偶然誤差，要盡量多測幾組數(shù)據(jù). 2.彈簧豎直懸掛時(shí)，未考慮彈簧自身重力的影響會帶來系統(tǒng)誤差.為了減小

4、該系統(tǒng)誤差，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)使用輕質(zhì)彈簧.,四、注意事項(xiàng) 1.實(shí)驗(yàn)中彈簧下端掛的鉤碼不要太多，以免超出彈簧的彈性限度. 2.測量長度時(shí)，應(yīng)區(qū)別彈簧原長l0、實(shí)際長度l及伸長量x三者之間的不同，明確三者之間的關(guān)系. 3.記錄數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力及伸長量的對應(yīng)關(guān)系及單位.,4.描點(diǎn)作圖時(shí)，應(yīng)使盡量多的點(diǎn)落在畫出的線上，可允許少數(shù)點(diǎn)分布于線兩側(cè)，描出的線不應(yīng)是折線，而應(yīng)是平滑的曲線或直線.,例1 (1)在“探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，以下說法正確的是() A.彈簧被拉伸時(shí)，不能超出它的彈性限度 B.用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力時(shí)，應(yīng)豎直懸掛彈簧， 掛在彈簧下端的鉤碼應(yīng)處于靜止?fàn)顟B(tài),C.用直尺測得的彈

5、簧的長度即為彈簧的伸長量 D.用幾個不同的彈簧，分別測出它們所受的拉力與伸長量， 可得出拉力與伸長量之比相等 解析實(shí)驗(yàn)時(shí)彈簧被拉伸的長度不能超出它的彈性限度，A正確；,要使彈簧的彈力等于鉤碼重力的大小，應(yīng)豎直懸掛彈簧，且要使彈簧下端的鉤碼處于靜止?fàn)顟B(tài)，B正確； 彈簧的伸長量等于彈簧的長度減去彈簧的原長，C錯誤； 不同的彈簧的勁度系數(shù)不同，所以拉力與伸長量之比不相等，D錯誤. 答案AB,(2)某同學(xué)做“探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，先把彈簧放在水平桌面上使其自然伸展，用直尺測出其長度L0，再把彈簧豎直懸掛起來，掛上鉤碼，平衡后測出其長度L，令xLL0.改變鉤碼數(shù)，進(jìn)行多次測量，用F表示彈

6、簧下端受到的鉤碼的拉力，則下列F-x圖線，你認(rèn)為符合實(shí)際情況的是(),解析因?yàn)閺椈墒潜环旁谒阶烂嫔蠝y得的原長，把彈簧豎直懸掛起來后，由于重力的作用，彈簧的長度會增大，所以圖線應(yīng)出現(xiàn)x軸上有截距，C正確，A、B、D錯誤. 答案C,例2 某同學(xué)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_(填“水平”或“豎直”)方向. 解析為保證彈簧的形變只由砝碼和砝碼盤的重力產(chǎn)生，所以彈簧軸線和刻度尺均應(yīng)在豎直方向. 答案豎直,(2)彈簧自然懸掛，待彈簧_時(shí)，長度記為L0；彈簧下端掛上砝碼盤時(shí)，長度記為Lx；在砝碼盤中每次增加10 g砝碼，彈簧長度依

7、次記為L1至L6.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_.,解析彈簧靜止穩(wěn)定時(shí)，記錄原長L0； 表中的數(shù)據(jù)L3與其他數(shù)據(jù)有效位數(shù)不同，所以數(shù)據(jù)L3不規(guī)范. 答案靜止L3,(3)圖3是該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖象，縱軸是砝碼的質(zhì)量，橫軸是彈簧長度與_(填“L0”或“Lx”)的差值.,圖3,解析由題圖知所掛砝碼質(zhì)量為0時(shí)，x為0，所以xLLx (L為彈簧長度). 答案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g取9.8 m/s2) 解析由胡克定律Fkx知，mgk(LLx)，即mgkx，所以圖線斜率即為彈簧的勁度系數(shù)

8、,答案4.910,(1)彈簧的原長為_. (2)彈簧的勁度系數(shù)為_. 解析鉤碼的重力等于其對彈簧的拉力，根據(jù)胡克定律Fkxk(LL0)，所以圖線在橫軸上的截距表示彈簧原長，斜率表示勁度系數(shù)，故,1 000 N/m,10 cm,1 000 N/m,對點(diǎn)練習(xí) 鞏固應(yīng)用反饋,1.做“探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)步驟如下： A.以彈簧伸長量為橫坐標(biāo)，彈力為縱坐標(biāo)，描出各組數(shù)據(jù) (x，F(xiàn))對應(yīng)的點(diǎn)，并用平滑的曲線連接起來； B.記下彈簧不掛鉤碼時(shí)其下端在刻度尺上的刻度L0；,C.將鐵架臺固定于桌子上(也可在橫梁的另一側(cè)掛上一定的 配重)，并將彈簧的一端系于橫梁上，在彈簧附近豎直 固定一刻度尺； D

9、.依次在彈簧下端掛上2個、3個、4個、鉤碼，并分別 記下鉤碼靜止時(shí)，彈簧下端所對應(yīng)的刻度并記錄在表格內(nèi)， 然后取下鉤碼；,E.以彈簧伸長量為自變量，寫出彈力與伸長量的關(guān)系式， 首先嘗試寫成一次函數(shù)，如果不行則考慮二次函數(shù)； F.解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義； G.整理儀器. 請將以上步驟按操作的先后順序排列出來：_ _.,解析根據(jù)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)操作過程應(yīng)先安裝儀器，再掛鉤碼然后記錄數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，最后整理即可，先后順序排列為CBDAEFG. 答案CBDAEFG,2.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)量的鉤碼.實(shí)驗(yàn)測出了鉤碼質(zhì)量m與彈簧長度l的相應(yīng)數(shù)據(jù)，其對應(yīng)點(diǎn)已在 圖5上標(biāo)出.(重力加速度g9.8