6 实验:探究弹力和弹簧伸长的关系 秋学期高中物理必修1(人教版)学案
3.1 实验:探究弹力和弹簧伸长的关系—人教版(2019)高中物理必修第一册学案
实验:探究弹力和弹簧伸长的关系目标体系构建明确目标·梳理脉络【学习目标】 1.进一步练习使用弹簧测力计。
2.制定科学探究方案,会使用弹簧测力计获取数据。
3.能根据数据探究出弹簧弹力与形变量的定量关系。
【思维脉络】课前预习反馈教材梳理·落实新知1.实验原理(1)弹簧受力会发生形变,形变的大小与受到的外力有关。
沿着弹簧的方向拉弹簧,当形变稳定时,弹簧的弹力与使它发生形变的拉力在数值上是相等的。
用悬挂法测量弹簧的弹力,利用的是弹簧静止时弹簧的弹力与挂在弹簧下面的钩码的重力相等。
(2)弹簧的长度可用刻度尺直接测出,伸长量可由弹簧拉长后的长度减去弹簧的原长来计算。
(3)建立坐标系,以纵坐标表示弹力大小F,以横坐标表示弹簧的伸长量x,在坐标系中描出实验所测得的各组(x、F)对应的点,用平滑的曲线连接起来,根据实验所得的图线,就可探究弹力大小与伸长量间的关系。
2.实验器材轻弹簧、钩码(一盒)、刻度尺、铁架台、三角板、重垂线、坐标纸。
3.实验步骤(1)按图安装实验装置,记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0。
(2)在弹簧下悬挂一个钩码,平衡时记下弹簧的总长度并记下钩码的重力。
(3)增加钩码的个数,重复上述实验过程,将数据填入表格,以F表示弹力,l表示弹簧的总长度,x =l -l 0表示弹簧的伸长量。
1 2 3 4 5 6 7 F / N 0 l / cm x / cm4.数据处理(1)以弹力F (大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标,以弹簧的伸长量x 为横坐标,用描点法作图。
连接各点,得出弹力F 随弹簧伸长量x 变化的图线。
(2)以弹簧伸长量为自变量,写出弹力和弹簧伸长量之间的函数关系,函数表达式中常数即为弹簧的劲度系数,这个常数也可据F -x 图线的斜率求解,k =ΔFΔx。
5.注意事项(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一些,这样作出的图线更精确。
2019高中物理 第3章 实验归纳:探究弹力和弹簧伸长的关系学案 新人教版必修1
实验:探究弹力和弹簧伸长的关系1.实验原理弹簧受到拉力作用会伸长,平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等;弹簧的伸长量越大,弹力也就越大.2.实验器材铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸.3.实验步骤(1)安装实验仪器(如图1所示).图1(2)测量弹簧的伸长量(或总长)及所受的拉力(或所挂钩码的质量),列表作出记录,要尽可能多测几组数据.(3)根据所测数据在坐标纸上描点,以力为纵坐标,以弹簧的伸长量为横坐标.(4)按照在图中所绘点的分布与走向,尝试作出一条平滑的曲线(包括直线),所画的点不一定正好在这条曲线上,但要注意使曲线两侧的点数大致相同.(5)以弹簧的伸长量为自变量,写出曲线所代表的函数,首先尝试一次函数,如果不行再考虑二次函数.4.数据处理(1)列表法将测得的F、x填入设计好的表格中,可以发现弹力F与弹簧伸长量x的比值在误差允许范围内是相等的.(2)图象法以弹簧伸长量x为横坐标,弹力F为纵坐标,描出F、x各组数据相应的点,作出的拟合曲线是一条过坐标原点的直线.(3)函数法弹力F与弹簧伸长量x满足F=kx的关系.5.注意事项(1)不要超过弹性限度:实验中弹簧下端挂的钩码不要太多,以免弹簧被过分拉伸,超过弹簧的弹性限度.(2)尽量多测几组数据:要使用轻质弹簧,且要尽量多测几组数据.(3)观察所描点的走向:本实验是探究性实验,实验前并不知道其规律,所以描点以后所作的曲线是试探性的,只是在分析了点的分布和走向以后才决定用直线来连接这些点.(4)统一单位:记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位.6.误差分析(1)钩码标值不准确、弹簧长度测量不准确带来误差.(2)画图时描点及连线不准确也会带来误差.。
高中物理探索弹力和弹簧伸长的关系人教版第一册
探索弹力和弹簧伸长的关系
实验目的
探索弹力和弹簧伸长的关系。
培养学生进行实验研究的科学方法。
实验器材
铁架台,弹簧,砝码,刻度尺,坐标纸。
实验原理
弹簧受到拉力会伸长,平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等,弹簧的伸长越大,弹力也就越大。
实验步骤
1.测量弹簧的伸长(或总长)及所受的拉力(或所挂钩码的质量),列表作出记录,要尽可能多测几组数据。
2.根椐所测数据在坐标纸上描点,最好以力为纵坐标,以弹簧的伸长为横坐标。
3.按照在图中所绘点的分布与走向,尝试作出一条平滑的曲线(包括直线),所画的点不一定正好在这条曲线上,但要注意使曲线两侧的点数大致相同。
4.以弹簧的伸长为自变量,写出曲线所代表的函数,首先尝试一次函数,如果不行再考虑二次函数……
注意事项
给弹簧施加拉力不要太大,以免弹簧被过分拉伸,超出它的弹性限度。
实验记录与数据处理
(1)将测量的数据填入下表.
(2)在坐标纸上描点作图.
实验结论
由坐标纸上得到的F-x图象(一条过原点的直线)可知:弹力F与弹簧伸长量x成正比,令比例系数为k,则可以写成函数
式:F=kx,这就是胡克定律。
式中的k就是弹簧的劲度系数。
练习
(1)在“探索弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,所得出的函数表达式中常数的物理意义是
(2)如果以弹簧的总长为自变量,所写出的函数式应为
(3)如果弹簧伸长的单位用m、弹力的单位用N,函数表达式中常数的单位是
(4)有一根弹簧的长度是 15厘米,在下面挂上 0.5千克的重物后的长度变成了 18厘米,求弹簧的劲度系数。
答:这根弹簧的劲度系数为163.3N/m。
高中物理 第三章 实验 探究弹力和弹簧伸长的关系教案 新人教版必修1
课题:书法---写字基本知识课型:新授课教学目标:1、初步掌握书写的姿势,了解钢笔书写的特点。
2、了解我国书法发展的历史。
3、掌握基本笔画的书写特点。
重点:基本笔画的书写。
难点:运笔的技法。
教学过程:一、了解书法的发展史及字体的分类:1、介绍我国书法的发展的历史。
2、介绍基本书体:颜、柳、赵、欧体,分类出示范本,边欣赏边讲解。
二、讲解书写的基本知识和要求:1、书写姿势:做到“三个一”:一拳、一尺、一寸(师及时指正)2、了解钢笔的性能:笔头富有弹性;选择出水顺畅的钢笔;及时地清洗钢笔;选择易溶解的钢笔墨水,一般要固定使用,不能参合使用。
换用墨水时,要清洗干净;不能将钢笔摔到地上,以免笔头折断。
三、基本笔画书写1、基本笔画包括:横、撇、竖、捺、点等。
2、教师边书写边讲解。
3、学生练习,教师指导。
(姿势正确)4、运笔的技法:起笔按,后稍提笔,在运笔的过程中要求做到平稳、流畅,末尾处回锋收笔或轻轻提笔,一个笔画的书写要求一气呵成。
在运笔中靠指力的轻重达到笔画粗细变化的效果,以求字的美观、大气。
5、学生练习,教师指导。
(发现问题及时指正)四、作业:完成一张基本笔画的练习。
板书设计:写字基本知识、一拳、一尺、一寸我的思考:通过导入让学生了解我国悠久的历史文化,激发学生学习兴趣。
这是书写的起步,让学生了解书写工具及保养的基本常识。
基本笔画书写是整个字书写的基础,必须认真书写。
课后反思:学生书写的姿势还有待进一步提高,要加强训练,基本笔画也要加强训练。
课题:书写练习1课型:新授课教学目标:1、教会学生正确书写“杏花春雨江南”6个字。
2、使学生理解“杏花春雨江南”的意思,并用钢笔写出符合要求的的字。
重点:正确书写6个字。
难点:注意字的结构和笔画的书写。
教学过程:一、小结课堂内容,评价上次作业。
二、讲解新课:1、检查学生书写姿势和执笔动作(要求做到“三个一”)。
2、书写方法是:写一个字看一眼黑板。
(老师读,学生读,加深理解。
2021版高中物理人教必修1 第三章 相互作用6实验:探究弹力和弹簧伸长的关系学案
【自主学习】一、实验目的1.探究弹力和弹簧伸长的定量关系.2.学会利用图象研究两个物理量之间关系的方法.二、实验原理1.弹簧的弹力F的测量:弹簧下端悬挂的钩码静止时,弹力大小与所挂钩码的重力大小相等,即F=mg。
2.弹簧的伸长量x的确定:弹簧的原长l0与挂上钩码后弹簧的长度l可以用刻度尺测出,弹簧的伸长量x=l-l0.3.作出弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系图象,根据图象可以分析弹簧弹力和弹簧伸长量的关系.三、实验器材轻质弹簧(一根),钩码(一盒),刻度尺,铁架台,坐标纸.【探究突破】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.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,重复步骤2,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.二、数据处理1.以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标,以弹簧的伸长量x为横坐标,用描点法作图.连接各点,得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线,如图36。
1所示.图3。
612.以弹簧伸长量为自变量,写出弹力和弹簧伸长量之间的函数关系,函数表达式中常数即为弹簧的劲度系数,这个常数也可据F.x图线的斜率求解,k=错误!.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.偶然误差:由于读数和作图不准产生的误差,为了减小偶然误差要尽量多测几组数据.2.系统误差:弹簧竖直悬挂时未考虑弹簧重力的影响产生的误差,为减小系统误差,应使用较轻的弹簧.四、注意事项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.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,刻度尺要保持竖直并靠近弹簧,以免增大误差.3.描点画线时,所描的点不一定都落在一条曲线上,但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧.4.记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位.【精析导悟】实验探究1 实验操作及分析某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系"的实验.图36.2①图36.2甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,其示数为7.73 cm;图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度,此时弹簧的伸长量Δl为 cm;②本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力,关于此操作,下列选项中规范的做法是;(填选项前的字母)A.逐一增挂钩码,记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重B.随意增减钩码,记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重③图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量Δl与弹力F的关系图线,图线的AB段明显偏离直线OA,造成这种现象的主要原因是.【解析】①弹簧伸长后的总长度为14.66 cm,则伸长量Δl=14.66 cm-7。
高中物理实验学案《探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系》(含答案)
知识创新型实验。
例如设计型、开放型、探讨型实验等都有不同程度的创新,比如利用所学知识设计出很多测量重力加速度的实验方案。
其中,力学设计性实验在近年高考中有加强的趋势,应引起高度重视。
【实验目的】1.探索弹力与弹簧伸长的定量关系2.学习通过对实验数据的数学分析(列表法和图像法),探究弹簧产生的弹力与弹簧伸长之间的变化规律【实验原理】通常用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,弹簧受到拉力会伸长,平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等.这样弹力的大小可以通过测定外力而得出;弹簧的伸长量可用直尺测出.多测几组数据,用列表或作图的方法探索出弹力和弹簧伸长的定量关系.(弹簧受到拉力会伸长,平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等,弹簧的伸长越大;弹力也就越大。
)【实验器材】弹簧,相同质量的砝码若干,铁架台一个(用来悬挂弹簧),刻度尺。
【实验步骤】(1)将铁架台放在实验桌上,将弹簧悬挂在铁架台上。
弹簧竖直静止时,测出弹簧的原长l0,并填入实验记录中。
(2)依次在弹簧下挂上一个砝码、两个砝码、三个砝码……。
每次,在砝码处于静止状态时,测出弹簧的总长或伸长,并填入实验记录中。
(3)根据测得的数据,以力F为纵坐标,以弹簧的伸长量Δl为横坐标,根据表中所测数据在坐标纸上描点。
(4)作弹簧的F-Δl 图像。
按照坐标图中各点的分布与走向,尝试作出一条平滑的曲线(包括直线)。
所画的点不一定正好在这条曲线上,但要注意使曲线两侧的点数大致相同。
(5)以弹簧的伸长为自变量,写出曲线所代表的函数,首先尝试一次函数,如果不行则考虑二次函数……(6)解释函数表达式中常数的物理意义。
【实验数据记录和处理】 弹簧原长l 0=_______________m弹簧F-Δl 实验图像:【实验结论】弹簧弹力大小跟弹簧伸长长度的函数表达式 。
可见,在弹簧的弹性限度内,弹簧的弹力跟弹簧的伸长量成正比(胡克定律)。
【问题与讨论】1.上述函数表达式中常数的物理意义2.如果以弹簧的总长为自变量,所写出的函数式应为 3.某同学在做实验时得到下列一组数据,他由数据计算出弹簧的劲度系数为m /N 781020.35.2l F k 2=⨯==-∆试分析他对数据处理的方法是否正确?为什么?4.根据测量数据画出F-x图象:F-x图象的斜率的物理意义为弹簧的劲度系数k.第一象限的图象表示拉伸弹簧时弹力与弹簧伸长量的关系;第三象限的图象表示压缩弹簧时弹力与弹簧压缩量的关系.5.得出实验结论:在弹性限度内,弹簧的弹力F和弹簧的形变量x成正比,即F=kx,这就是胡克定律.其中x为弹簧伸长或缩短的长度(弹簧的形变量);k为弹簧的劲度系数.注意事项:(1)给弹簧施加拉力不要太大,以免弹簧被过分拉伸,超出它的弹性限度.(2)测量弹簧长度时,不要用手拉弹簧,在弹簧自然竖直状态去测量.【基础练习】某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中,设计了如图所示的实验装置。
第六导学案探究弹力和弹簧伸长的关系Microsoft Word 文档
第六导学案 探究弹力和弹簧伸长的关系实验目的探索弹力和弹簧伸长的定量关系,并学习所用的科学方法.实验原理弹簧受到拉力会伸长,平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等;弹簧的伸长越长,弹力也就越大.实验器材弹簧、毫米刻度尺、铁架台、钩码若干个.实验步骤1.将弹簧挂在铁架台上,用刻度尺量出弹簧的自然长度l . 2.在弹簧下端挂质量为ml 的钩码,量出此时弹簧的长度l 1,记录ml 和 l l ,填入自己设计的表格中3.改变所挂钩码的质量,量出对应的弹簧长度,记录m2、m3、m4、m5和相应的弹簧长度l 2、l 3、l 4、l 5,并得出每次弹簧的伸长量x l ,x 2,x 3,x 4,x 5.4.以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标,以弹簧的伸长量x 为横坐标,用描点法作图.连接各点,得出弹力F 随弹簧伸长量x 变化的图线. 5.由图线所代表的变化规律写出以x 为自变量的函数表达式. 6.解释函数表达式中常数的物理意义.实验数据记录表格实验结论本实验的结论即胡克定律:弹簧弹力的大小F 和弹簧伸长(或缩短)的长度x 成正比,写成公式就是:F=Kx ,其中k 是比例常数,叫做弹簧的劲度系数.劲度系数是一个有单位的量,在国际单位制中,F 的单位是牛,x 的单位是米, k 的单位是牛/米.符号是“N /m ”,砝码质量m/102g标尺刻度x/102m不同的弹簧其劲度系数并不相同,劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力.实验注意事项(1)测量弹簧的原长,要竖直悬挂(不挂重物)测量,不能平放在桌面上测量.(2)所挂重物重量不能太大,以免超过弹性限度.(3)正确理解弹簧的伸长量x,挂钩码时,弹簧的长度为z,则弹簧的伸长量为x=l-l0,即弹簧的伸长量是指弹簧受到拉力时的长度与原长之差.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,2.弹簧竖直悬挂时,未考虑弹簧自身重力的影响,3,为了减小误差,要尽量多测几组数据,基础展示《基础巩固题1》在描点作图时,如果不是以弹簧的伸长量x为横坐标、弹簧受到的拉力F 为纵坐标,而是以弹簧的总长度x为横坐标,以所挂钩码的质量F为纵坐标.那么,得出的图线会有什么变化?编者意图展示:本实验为一探索性实验,通过对实验数据的分析,找出弹簧的伸长量跟受到的拉力的关系,通常作出F-x图象,得到一条过原点的直线,从而证明F与x成正比.但在求解与实验相关的问题时,常从实验原理出发,进行推理分析.这种逆向思维方法,请同学们掌握。
高中物理公开课教案-《探究弹力和弹簧伸长的关系》教学设计优秀教案
高中物理公开课教案-《探究弹力和弹簧伸长的关系》教学设计优秀教案一、教学目标1.理解弹力的概念及其与弹簧伸长量的关系。
2.能够运用胡克定律解决实际问题。
3.培养学生的实验操作能力和科学探究精神。
二、教学重点与难点1.重点:弹力的概念,胡克定律的应用。
2.难点:弹簧伸长量的测量,实验数据的处理。
三、教学过程1.导入新课通过提问方式引导学生回顾初中所学的弹力知识,如弹力的产生条件、弹力的方向等。
然后提出本节课要研究的问题:弹力与弹簧伸长的关系。
2.理论讲解(1)讲解弹力的概念:弹力是指物体发生弹性形变时,内部各部分之间产生的相互作用力。
(2)讲解胡克定律:在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比。
公式表示为:F=kx,其中F为弹力,k为弹簧劲度系数,x为弹簧伸长量。
3.实验探究(1)实验目的:验证胡克定律,探究弹力与弹簧伸长的关系。
(2)实验器材:弹簧、测力计、砝码、铁架台、刻度尺。
(3)实验步骤:①将弹簧一端固定在铁架台上,另一端悬挂重50g的砝码,测量此时弹簧的伸长量。
②分别悬挂重100g、150g、200g的砝码,测量每次弹簧的伸长量。
③记录实验数据,绘制弹力与伸长量的关系图。
(4)实验结果与分析:通过实验数据的处理,得出弹力与弹簧伸长量成正比的结论。
同时,引导学生发现实验中存在的误差,并分析原因。
4.课堂小结本节课我们学习了弹力的概念和胡克定律,通过实验探究了弹力与弹簧伸长的关系。
实验结果表明,在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比。
5.作业布置(1)复习弹力的概念和胡克定律。
(2)完成课后练习题,巩固所学知识。
四、教学反思1.加强对实验操作的指导,确保实验顺利进行。
2.关注学生的个体差异,对学习有困难的学生给予个别辅导。
3.适当增加课堂互动,提高学生的学习兴趣和积极性。
4.优化作业设计,注重培养学生的思维能力和创新能力。
本节课在引导学生学习物理知识的同时,注重培养学生的实验操作能力和科学探究精神,达到了预期的教学效果。
人教版高一物理必修一第三章3.2《弹力(探究弹力和弹簧伸长的关系)》教案
《探究弹力和弹簧伸长的关系》教案【教学目标】1、加深弹力和形变关系的理解;2、掌握实验原理、步骤和方法,会分析实验误差;3、提高学生分析、解决实际问题的能力,能举一反三;【教学重点】弹簧的弹力与弹簧伸长量的关系【教学难点】实验数据的处理方法【教学过程】一、知识回顾(形成整体框架)让学生分析实验中要注意事项有哪些?学生回答:(教师补充及分析)1.安装实验装置:要保持刻度尺竖直并靠近弹簧。
2.不要超过弹性限度:实验中弹簧下端挂的钩码不要太多,以免超过弹簧的弹性限度。
3.尽量多测几组数据:要使用轻质弹簧,且要尽量多测几组数据。
4.观察所描点的走向:不要画折线。
5.统一单位:记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位。
二、热点突破热点一实验原理与实验操作【例1】如图1甲所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。
(多媒体展示)(1)为完成实验,还需要的实验器材有:______________(2)实验中需要测量的物理量有:________________。
(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。
图线不过原点的原因是由于__________________________。
(4)为完成该实验,设计的实验步骤如下:A.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;B.记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0;C.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;D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个…钩码,并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度,并记录在表格内,然后取下钩码;E.以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与弹簧伸长量的关系式。
首先尝试写成一次函数,如果不行,则考虑二次函数;F.解释函数表达式中常数的物理意义;G.整理仪器。
高中物理 探究弹力和弹簧伸长的关系学案 新人教版必修
高中物理探究弹力和弹簧伸长的关系学案新人教版必修1、探究弹力与弹簧伸长的定量关系、2、学会利用列表法、图象法、函数法处理实验数据的科学方法、1、弹簧受力会发生形变,形变的大小与受到的外力有关、沿着弹簧的方向拉弹簧,当形变稳定时,弹簧产生的弹力与使它发生形变的拉力在数值上是相等的、2、用悬挂法测量弹簧的弹力,运用的正是弹簧的弹力与挂在弹簧下面的钩码的重力相等、3、弹簧的长度可用刻度尺直接测出,伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算、这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系了、轻质弹簧(一根),钩码(一盒),刻度尺,铁架台,重垂线,坐标纸,毫米刻度尺、1、如图1所示,将铁架台放在桌面上(固定好),将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上,在靠近弹簧处将刻度尺(最小分度为1 mm)固定于铁架台上,并用重垂线检查刻度尺是否竖直、2、记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度L0、3、在弹簧下端挂上一个钩码,待钩码静止后,记下弹簧下端所对应的刻度L1、4、用上面方法,记下弹簧下端挂2个、3个、4个……钩码时,弹簧下端所对应的刻度L2、L3、L4、……,并将所得数据记录在表格中、5、用xn=Ln-L0计算出弹簧挂1个、2个、3个……钩码时弹簧的伸长量,并根据当地重力加速度值g,计算出所挂钩码的总重力,这个总重力就等于弹簧弹力的大小,将所得数据填入表格、6、根据所测数据在坐标纸上描点,最好以弹簧弹力为纵坐标,以弹簧的伸长量为横坐标、7、按照图中各点的分布与走向,尝试作出一条平滑的曲线(包括直线)、所画的点不一定正好都在这条曲线上,但要注意使曲线两侧的点数大致相同、8、以弹簧的伸长量为自变量,写出曲线所代表的函数,首先尝试一次函数,如果不行则考虑二次函数……9、解释函数表达式中常数的物理意义、1、实验中弹簧下端挂的钩码不要太多,以免弹簧被过分拉伸,超过弹簧的弹性限度、2、要使用轻质弹簧,且要尽量多测几组数据、3、本实验是探究性实验,实验前并不知道其规律,所以描点以后所作的曲线是试探性的,只是在分析了点的分布和走向以后才决定用直线来连接这些点、实验二验证力的平行四边形定则1、验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则、2、通过验证力的平行四边形定则,培养学生用图象法处理实验数据,并得出结论的能力、使F′的作用效果以及F1和F2的作用效果都是使橡皮条伸长到某点,所以F′为F1和F2的合力,作出F′的图示,再根据平行四边形定则作出F1和F2的合力F的图示,比较F、F′在实验误差允许的范围内是否大小相等方向相同、方木板一块,白纸,弹簧秤两个,橡皮条,细绳套两个,三角板,刻度尺,图钉几个,铅笔、1、如图1所示,在桌上平放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上、2、用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端挂上两条细绳,细绳的另一端系着绳套、3、用两个弹簧秤分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O、4、用铅笔记下O点的位置和两条细绳的方向,读出并记录两个弹簧秤的示数、5、用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿着两条细绳的方向画直线,按着一定的标度作出两个力F1和F2的图示,用平行四边形定则求出合力F、6、只用一个弹簧秤,通过细绳把橡皮条的结点拉到同样位置O,读出并记录弹簧秤的示数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力F′的图示、7、比较力F′与合力F的大小和方向,看它们在实验误差允许的范围内是否相等、8、改变两个分力的大小和夹角,再做两次实验1、两只弹簧秤在使用前应检查、校正零点,检查量程和最小刻度单位,将两弹簧秤钩好后对拉,若两只弹簧秤在拉的过程中,读数相同,则可选用,若不同,应另换,直至相同为止、使用弹簧秤时应与板面平行、2、实验过程中,在使用弹簧秤的时候,要注意使弹簧秤与木板平面平行、3、选用的橡皮条应富有弹性,能发生弹性形变,同一次实验中,橡皮条拉长后的结点O的位置必须保持不变、4、在满足合力不超过弹簧秤量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下,应使拉力尽量大一些,以减小误差、5、画力的图示时,应选定恰当的单位长度作为标度;作力的合成图时,应尽量将图画得大一些,但也不要太大而画出纸外,要严格按力的图示要求和几何作图法作出合力、6、由作图法得到的F和实际测量得到的F′不可能完全符合,但在误差允许范围内可以认为F与F′符合即可、。
高中物理 相互作用(一)实验:探究弹力和弹簧伸长的关系学案
高中物理相互作用(一)实验:探究弹力和弹簧伸长的关系学案(一)实验:探究弹力和弹簧伸长的关系1、实验原理 (1)弹簧受力会发生形变,形变的大小与受到的外力有关。
沿着弹簧的方向拉弹簧,当形变稳定时,弹簧的弹力与使它发生形变的拉力在数值上是相等的。
用悬挂法测量弹簧的弹力,利用的是弹簧静止时弹簧的弹力与挂在弹簧下面的钩码的重力相等。
(2) 弹簧的长度可用刻度尺直接测出,伸长量可由弹簧拉长后的长度减去弹簧的原长来计算。
(3)建立坐标系,以纵坐标表示弹力大小F,以横坐标表示弹簧的伸长量x,在坐标系中描出实验所测得的各组(x、F)对应的点,用平滑的曲线连接起来,根据实验所得的图线,就可探究弹力大小与伸长量间的关系。
2、实验器材轻弹簧、钩码(一盒)、刻度尺、铁架台、三角板、重垂线、坐标纸。
3、实验步骤 (1)按图安装实验装置,记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0。
(2)在弹簧下悬挂一个钩码,平衡时记下弹簧的总长度并记下钩码的重力。
(3)增加钩码的个数,重复上述实验过程,将数据填入表格,以F 表示弹力,l表示弹簧的总长度,x=l-l0表示弹簧的伸长量。
1234567 F/N 0 l/cm x/cm 04、数据处理(1)以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标,以弹簧的伸长量x为横坐标,用描点法作图。
连接各点,得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线。
(2)以弹簧伸长量为自变量,写出弹力和弹簧伸长量之间的函数关系,函数表达式中常数即为弹簧的劲度系数,这个常数也可据F -x图线的斜率求解,k=。
5、注意事项 (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一些,这样作出的图线更精确。
(3)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,刻度尺要保持竖直并靠近弹簧,以免增大误差。
(4) 描点画线时,所描的点不一定都落在一条曲线上,但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧。
高中物理人教版必修一检测:第三章6实验:探究弹力和弹簧伸长的关系+Word版含答案
第三章相互作用6 实验:探究弹力和弹簧伸长的关系1.某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码,探究弹力与弹簧伸长量的关系.弹簧的弹力用F表示,弹簧挂上钩码后的总长度用L表示,表中是该同学记录的实验数据,实验中弹簧始终未超过弹性限度.(g=10 N/kg)的伸长量x的关系图象;(2)根据图象得到的结论是:_________________________.(3)根据图象得到弹簧的劲度系数是________ N/m.答案:(1)如图所示(2)在弹性限度内,弹簧的弹力F与弹簧的形变量x成正比(3)252.(2015·四川卷)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,安装好实验装置,让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐,在弹簧下端挂1个钩码,静止时弹簧长度为l1,如图1所示,图2是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大图,示数l1=________cm.在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码,静止时弹簧长度分别是l2、l3、l4、l5.已知每个钩码质量是50 g,挂2个钩码时,弹簧弹力F2=________N(当地重力加速度g=9.8 m/s2).要得到弹簧伸长量x,还需要测量的是________.作出F-x曲线,得到弹力与弹簧伸长量的关系.图1图2解析:最小分度是1毫米的刻度尺,应估读到0.1毫米,故读数为25.85 cm;F2=2mg=2×0.050×9.8 N=0.98 N;本实验是“探究弹力和弹簧伸长的关系”,故还需要测量弹簧原长.答案:25.850.98弹簧原长3.在“探究弹力和弹簧伸长的关系,并测定弹簧的劲度系数”的实验中,实验装置如图甲所示,钩码的重力提供了对弹簧向右的拉力.实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在绳子的下端,每次测出相应的弹簧总长度.(1)一同学通过实验,把测得的6组数据描点在如图乙所示的坐标图中.请你对图象作适当的处理(在答题纸上的图象上处理),求出弹簧的原长是__________m,劲度系数为______N/m.图甲图乙(2)该同学实验时,使弹簧处于水平状态.弹簧水平放置做实验与竖直悬挂相比较,优点是:______;缺点是:______.解析:(1)作出F -L 图线,如图所示;弹簧处于原长时,弹力为零,故弹簧的原长L 0=10 cm ; 图象的函数表达式为:F =k (L -L 0),故斜率表示劲度系数; 劲度系数:k =ΔF ΔL = 2.50 N 0.20 m -0.10 m=25 N/m ; 故答案为:如图所示;0.1,25,(2)弹簧竖直悬挂时,由于重力影响,不挂重物时,弹簧也有一定伸长量,若是水平悬挂,可以克服这一毛病,但是容易造成弹簧与桌面之间的摩擦,因此各有优缺点.故答案为:优点:避免了弹簧自身重力对实验的影响;缺点:弹簧与桌面间存在摩擦.4.在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”时,某同学把两根弹簧如图连接起来进行探究.(1)(2)在弹性限度内,将50 g 的钩码逐个挂在弹簧下端,得到指针A 、B 的示数L A 和L B 如表.用表中数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为____N/m(重力加速度g =10 m/s 2).由表中数据________(填“能”或“不能”)计算出弹簧Ⅱ的劲度系数.解析:(1)刻度尺读数需读到最小刻度的下一位,指针示数为16.00 cm.(2)由表格中的数据可知,当弹力的变化量ΔF =0.5 N 时,弹簧形变量的变化量为Δx =4.10 cm ,根据胡克定律知:k 1=ΔF Δx=0.50.041 N/m ≈12.2 N/m ;结合L 1和L 2示数的变化,可以得出弹簧Ⅱ形变量的变化量,结合弹力变化量,根据胡克定律能求出弹簧Ⅱ的劲度系数.答案:(1)16.00 (2)12.2 能5.为了测量某一弹簧的劲度系数,将该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上不同质量的钩码,实验测出了钩码质量m 与弹簧长度l 的相应数据,其对应点已在图上标出(重力加速度取g =9.8 N/kg).(1)在图中作出m l 的关系图线.(2)弹簧的劲度系数为________N/m(结果保留小数点后三位有效数字).解析:(1)根据所描的点画直线即可.(2)在直线上取相距较远的两点,横轴之差Δl 为弹簧长度的变化量,纵轴之差Δm 为砝码质量的变化量,则k =ΔF Δl =Δmg Δl≈0.267 N/m. 答案:(1)如图所示.(2)0.267(0.262~0.272均可)情感语录1.爱情合适就好,不要委屈将就,只要随意,彼此之间不要太大压力2.时间会把最正确的人带到你身边,在此之前,你要做的,是好好的照顾自己3.女人的眼泪是最无用的液体,但你让女人流泪说明你很无用4.总有一天,你会遇上那个人,陪你看日出,直到你的人生落幕5.最美的感动是我以为人去楼空的时候你依然在6.我莫名其妙的地笑了,原来只因为想到了你7.会离开的都是废品,能抢走的都是垃圾8.其实你不知道,如果可以,我愿意把整颗心都刻满你的名字9.女人谁不愿意青春永驻,但我愿意用来换一个疼我的你10.我们和好吧,我想和你拌嘴吵架,想闹小脾气,想为了你哭鼻子,我想你了11.如此情深,却难以启齿。
物理人教版高中必修1实验三:探究弹力和弹簧伸长的关系
实验三:探究弹力和弹簧伸长的关系一、实验目的1.探究弹力与弹簧伸长的定量关系.2.学会利用列表法、图象法、函数法处理实验数据的科学方法.二、实验原理1.弹簧受力会发生形变,形变的大小与受到的外力有关.沿着弹簧的方向拉弹簧,当形变稳定时,弹簧产生的弹力与使它发生形变的拉力在数值上是相等的.2.用悬挂法测量弹簧的弹力,运用的正是弹簧的弹力与挂在弹簧下面的钩码的重力相等.3.弹簧的长度可用刻度尺直接测出,伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算.这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系了.三、实验步骤一、仪器的安装1. 如图2-5-1所示,将铁架台放在桌面上(固定好),将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上,在靠近弹簧处将刻度尺(最小分度为1 mm)固定于铁架台上,并用重垂线检查刻度尺是否竖直.2.记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度L0.L1对应的刻度L2、L3、L4、…,并将所得数据记录在表格中三、数据处理及分析5.用xn=Ln-L0计算出弹簧挂1个、2个、3个……钩码时弹簧的伸长量,并根据当地重力加速度值g,计算出所挂钩码的总重力,这个总重力就等于弹簧弹力的大小,将所得数据填入表格.6.根据所测数据在坐标纸上描点,以弹簧弹力为纵坐标,以弹簧的伸长量为横坐标.7.按照图中各点的分布与走向,尝试作出一条平滑的曲线(包括直线).所画的点不一定正好都在这条曲线上,但要注意使曲线两侧的点数大致相同.8.以弹簧的伸长量为自变量,写出曲线所代表的函数,首先尝试一次函数,如果不行则考虑二次函数……9.解释函数表达式中常数的物理意义.四、注意事项1.实验中弹簧下端挂的钩码不要太多,以免弹簧被过分拉伸,超过弹簧的弹性限度.2.要使用轻质弹簧,且要尽量多测几组数据.3.本实验是探究性实验,实验前并不知道其规律,所以描点以后所作的曲线是试探性的,只是在分析了点的分布和走向以后才决定用直线来连接这些点.4.如果实验中不用弹簧的伸长而用弹簧的总长为横坐标,得到的不是正比例函数,关系较为复杂,因此最好用弹簧的伸长为横坐标.5.记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位.五、误差分析1.钩码标值不准确,弹簧长度测量不准确带来误差.2.画图时描点及连线不准确也会带来误差.。
高考物理《探究弹力和弹簧伸长的关系》专题复习名师导学案
探究弹力和弹簧伸长的关系考纲解读1.学会用列表法、图象法等方法处理实验数据.2.探究弹力和弹簧伸长的关系.基本实验要求1.实验原理弹簧受到拉力作用会伸长,平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等;弹簧的伸长量越大,弹力也就越大.2.实验器材铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸.3.实验步骤(1)安装实验仪器(如实验原理图所示).(2)测量弹簧的伸长量(或总长)及所受的拉力(或所挂钩码的质量),列表作出记录,要尽可能多测几组数据.(3)根据所测数据在坐标纸上描点,以力为纵坐标,以弹簧的伸长量为横坐标.(4)按照在图中所绘点的分布与走向,尝试作出一条平滑的曲线(包括直线),所画的点不一定正好在这条曲线上,但要注意使曲线两侧的点数大致相同.(5)以弹簧的伸长量为自变量,写出曲线所代表的函数,首先尝试一次函数,如果不行再考虑二次函数.4.注意事项(1)不要超过弹性限度:实验中弹簧下端挂的钩码不要太多,以免弹簧被过分拉伸,超过弹簧的弹性限度.(2)尽量多测几组数据:要使用轻质弹簧,且要尽量多测几组数据.(3)观察所描点的走向:本实验是探究性实验,实验前并不知道其规律,所以描点以后所作的曲线是试探性的,只是在分析了点的分布和走向以后才决定用直线来连接这些点.(4)统一单位:记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位.5.误差分析(1)钩码标值不准确、弹簧长度测量不准确带来误差.(2)画图时描点及连线不准确也会带来误差.考点一实验原理与实验操作例1如图1甲所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系.图1(1)为完成实验,还需要的实验器材有:____________.(2)实验中需要测量的物理量有:________________.(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.图线不过原点的原因是由于______________________.(4)为完成该实验,设计的实验步骤如下: A .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;B .记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l 0;C .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;D .依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个…钩码,并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度,并记录在表格内,然后取下钩码;E .以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与弹簧伸长量的关系式.首先尝试写成一次函数,如果不行,则考虑二次函数;F .解释函数表达式中常数的物理意义;G .整理仪器.请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来:________.递进题组1.[对实验原理的考查]一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧a 和b ,得到弹力F 与弹簧长度l 的图象如图2所示.下列表述正确的是()图2A .a 的原长比b 的长B .a 的劲度系数比b 的大C .a 的劲度系数比b 的小D .测得的弹力与弹簧的长度成正比2.[对实验原理与实验操作的考查](1)在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”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(2)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”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L 0,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 -L 0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下列选项中的()考点二 数据处理及误差分析例2[对误差分析的考查]为了探究弹力F 和弹簧伸长量x 的关系,某同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试,根据测得的数据绘出如图4所示图象.图4(1)从图象上看,该同学没能完全按照实验要求做,从而使图象上端成为曲线,图象上端成为曲线是因为______________________________.(2)甲、乙弹簧的劲度系数分别为______N/m和______N/m(结果保留三位有效数字);若要制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧______(填“甲”或“乙”).(3)从上述数据和图线中分析,请对这个研究课题提出一个有价值的建议.变式题组3.[对数据处理的考查](2014·浙江·21)在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”时,某同学把两根弹簧如图5连接起来进行探究.图 5 图6(1)某次测量如图6所示,指针示数为______cm.(2)在弹性限度内,将50g的钩码逐个挂在弹簧下端,得到指针A、B的示数L A和L B如表所示.用表中数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为______N/m(重力加速度g=10 m/s2).由表中数据______(填“能”或“不能”)计算出弹簧Ⅱ的4.[对数据处理及误差分析的考查]在“探究弹力和弹簧伸长量的关系并测定弹簧的劲度系数”的实验中,实验装置如图7甲所示.所挂钩码的重力相当于对弹簧提供了向右的恒定拉力.实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在绳子的下端,每次测出相应的弹簧总长度.图7(1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据在如图乙所示的图象中描点,请作出F-L图线.(2)由此图线可得出该弹簧的原长L0=______cm,劲度系数k=______N/m.(3)试根据以上该同学的实验情况,请你帮助他设计一个记录实验数据的表格(不必填写其实验测得的具体数据).(4)该同学实验时,把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较.优点是:____________________________缺点是:_______________________________。
高中物理教学设计弹的弹力和伸长量的关系教学设计人教版必修1
教学设计——探索“弹簧的弹力和伸长量的关系”指导思想探索弹力和弹簧关系这一实验为探索性实验。
探索性实验既不同于研究性课题,也不同于一般的学生实验。
研究性课题主要着眼于学生能力(综合运用所学知识的能力,收集和处理信息的能力,分析和解决问题的能力,语言文字表达能力以及团体协作的能力和独立思考能力、创新意识能力)的培养,而不在于某项具体知识的学习。
——摘于人教版全日制普通高级中学教科书《物理》第一册“2000年2月第2版”第二百零一页。
探索性实验性当然也注重学生各项能力的培养,但它是不能忽略“某项具体知识学习”这一点的,它有明确的实验目的,一切的探索方法和探索手段都要围绕着这个实验目的来进行。
一般的学生实验通常在学生实验册里列出:目的、器材、原理、操作过程、数据分析与处理、注意事项等环节。
而探索性实验只重视实验目的,实验的方法、形式可多样性,除了书中简单提供的方法外,更应引导学生自己设计实验方案,使学生通过实验设计、器材准备、实验过程、处理数据、归纳结论等过程的亲自参与来提高自身的综合能力,激发他们的自主性,提供机会让他们体验得出成果的喜悦,也提供他们相互交流学习的机会,从而激发他们智慧的火花,加强学习物理的兴趣和信心,推动他们自身素质的提高。
由于实验器材的多样性,需要进行课前准备,所以本探索实验由课前和课堂两部分组成。
教师在整个过程中起到启发、引导、点拨和组织工作的作用。
一、教学目的通过本次探索性实验的研究,希望使学生得到以下三个层面的培养与提高知识层面1、实验的研究,让学生掌握弹簧的弹力与伸长量的定量关系。
2、掌握胡克定律,明白定律中各物理量的含义。
3、对二条弹簧组成的弹簧组作一定的了解。
能力层面1、通过探索过程学生的充分参与,让学生具有进行一个完整物理实验的能力。
2、通过探索过程方法的多样性,提高学生研究问题的能力。
情感层面1、通过探索过程的充分参与,可使学生体会到工作完成的乐趣,激发他们养成探索问题的习惯。
高中物理人教版必修一 第三章 实验: 探究弹力与弹簧伸长量的关系
人教版物理·必修1
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类型二 数据处理与分析
[典例2] 某同学在做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验时,实验装置如 图甲所示,所用钩码每个质量均为30 g,他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度, 再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端,每次都测出相应的弹簧总长度,并将数据填 在下表中.实验中弹簧始终未超过弹性限度,g取10 N/kg.
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类型一 实验原理与操作 [典例1] 如图甲所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹 性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系.
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(1)为完成实验,还需要的实验器材有: _____________________________________________________________________. (2)实验中需要测量的物理量有: ______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________. (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___________________________________.
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[解析] (1)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. (2)根据实验原理,实验中需要测量的物理量有弹簧的原长、弹簧所受外力与对 应的伸长量(或与弹簧对应的长度). (3)取图象中(0.5,0)和(3.5,6)两个点,代入ΔF=kΔx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. (4)根据完成实验的合理性可知,先后顺序为CBDAEFG. [答案] (1)刻度尺 (2)弹簧原长、弹簧所受外力及对应的伸长量(或与弹簧对应 的长度) (3)200 弹簧自身重力 (4)CBDAEFG
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1.下列关于“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验的说法中正确的是()
A.实验中F的具体数值必须计算出来
B.如果没有测出弹簧原长,用弹簧长度L代替伸长量x,F-L 图象也是过原点的一条直线
C.利用F-x图象可求出k值
D.实验时要把所有点连到线上,才能探究得到真实规律
解析:实验中可以用砝码的质量来表示力,不需要求出具体值,故A错误;用长度L代替伸长量,则图线一定不过原点,故B错误;利用F-x图线的斜率可求出k值,故C正确;实验并非把所有点连到线上,故D错误.
答案:C
2.某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码,探究弹力与弹簧伸长量的关系.弹簧的弹力用F表示,弹簧挂上钩码后的总长度用L表示,表中是该同学记录的实验数据,实验中弹簧始终未超过弹性限度(g取10 N/kg).
(1)F与弹簧的伸长量x的关系图象.
(2)根据图象得到的结论:________________________________.
(3)根据图象得到弹簧的劲度系数是________ N/m.
答案:(1)如图所示
(2)在弹性限度内,弹簧的弹力F与弹簧的形变量x成正比(3)25
3.(2015·四川卷)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,安装好实验装置,让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐,在弹簧下端挂1个钩码,静止时弹簧长度为l1,如图甲所示,图乙是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大图,示数l1=________cm.在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码,静止时弹簧长度分别是l2、l3、l4、l5.已知每个钩码质量是50 g,挂2个钩码时,弹簧弹力F2=________N(当地重力加速度g取9.8 m/s2).要得到弹簧伸长量x,还需要测量的是________.作出F-x曲线,得到弹力与弹簧伸长量的关系.
图甲图乙
解析:最小分度是1毫米的刻度尺,应估读到0.1毫米,故读数
为25.85 cm;F2=2mg=2×0.050×9.8 N=0.98 N;本实验是“探究弹力和弹簧伸长的关系”,故还需要测量弹簧原长.
答案:25.850.98弹簧原长
4.在“探究弹力和弹簧伸长的关系,并测定弹簧的劲度系数”的实验中,实验装置如图甲所示,钩码的重力提供了对弹簧向右的拉力.实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在绳子的下端,每次测出相应的弹簧总长度.
(1)一同学通过实验,把测得的6组数据描点在如图乙所示的坐标图中.请你对图象作适当的处理(在答题纸上的图象上处理),求出弹簧的原长是__________m,劲度系数为______N/m.
图甲
图乙
(2)该同学实验时,使弹簧处于水平状态.弹簧水平放置做实验与竖直悬挂相比较:
优点是_______________________________________________;
缺点是_______________________________________________.解析:(1)作出F-L图线,如图所示;
弹簧处于原长时,弹力为零,故弹簧的原长L 0=10 cm ; 图象的函数表达式为F =k (L -L 0),故斜率表示劲度系数;
劲度系数k =ΔF ΔL = 2.50 N 0.20 m -0.10 m
=25 N/m ; (2)弹簧竖直悬挂时,由于重力影响,不挂重物时,弹簧也有一定伸长量,若是水平悬挂,可以克服这一毛病,但是容易造成弹簧与桌面之间的摩擦,因此各有优缺点.
优点:避免了弹簧自身重力对实验的影响;
缺点:弹簧与桌面间存在摩擦.
答案:见解析
5.在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”时,某同学把两根弹簧如图连接起来进行探究.
(1)
(2)在弹性限度内,将50 g的钩码逐个挂在弹簧下端,得到指针
A、B的示数L A和L B如表.用表中数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为____N/m(重力加速度g=10 m/s2).由表中数据________(填“能”或“不能”)计算出弹簧Ⅱ的劲度系数.
解析:(1)刻度尺读数需读到最小刻度的下一位,指针示数为16.00 cm.
(2)由表格中的数据可知,当弹力的变化量ΔF=0.5 N时,弹簧
形变量的变化量为Δx=4.10 cm,根据胡克定律知:k1=ΔF
Δx=
0.5
0.041
N/m≈12.2 N/m;结合L1和L2示数的变化,可以得出弹簧Ⅱ形变量的变化量,结合弹力变化量,根据胡克定律能求出弹簧Ⅱ的劲度系数.答案:(1)16.00(2)12.2能。