高中物理人教版必修1课件：第三章 相互作用+实验 探究弹力和弹簧伸长的关系

• 17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。2021/7/312021/7/312021/7/312021/7/31
• 2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二一年六月十七日2021年6月17日星期四 • 3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。10:516.17.202110:516.17.202110:5110:51:196.17.202110:516.17.2021 • 4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:19 • 5、You have to believe in yourself. That's the secret of success. ----Charles Chaplin人必须相信自己，这是成功的秘诀。-Thursday, June 17, 2021June 21Thursday, June 17, 20216/17/2021
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(教师参考) 其他方案 新方案一:弹簧水平放置法 把弹簧水平放置,如图所示.
原理、器材、方法均与本节实验方案相似.
点评:弹簧水平放置,消除了弹簧自身重力在竖直悬挂时带来的系统误 差;但同时也产生了弹簧与桌面之间的摩擦力,带来了新的误差. 新方案二:传感器辅助法 实验装置如图(甲)所示.
原理:把一个弹簧一端固定在传感器上,传感器与电脑相连.当对弹簧 施加变化的作用力(拉力或压力)时,在电脑上得到了弹簧形变量与弹 簧产生的弹力大小的关系图像,如图(乙)所示.
有误的是第 5 组.由表格中的数据作出对应的图像.如图所示. 由于图线的倾斜程度(斜率)表示弹簧的劲度系数,
则 k= 25 0
N/m=3.1×102 N/m.
(8.0 0) 102
答案:见解析
Hale Waihona Puke (2)不同橡皮筋k值一般不同,k值通常与橡皮筋未受到拉力时的长度L、
横截面积S有关,理论与实际都表明k= Y S ,其中Y是一个由材料决定的常
实验 探究弹力和弹簧伸长的关系
解读实验基础 科学探究实验 感悟解题规律
解读实验基础·萃取实验精华
科学探究实验·突破实验核心
一、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,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,这个常数也可根据 F-x 图线的斜率求解,k= F .
其中实验数据记录有错误的是第
组.处理数据时,可在图(乙)中
作出F-x的图像,由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k=
N/m.
(保留两位有效数字)
组数
1
2
3
4
5
拉力F(N)
5
10
15
20
25
伸长量 x(cm)
1.6
3.2
4.8
6.4
8
解析:(1)测量长度时,由表格中的数据可知各数据都应估读到 0.1 cm,故实验数据记录
x
二、误差分析
偶然误差 系统误差
产生原因 读数、作图误差
弹簧自重
减小方法
(1)多次测量 (2)所挂钩码的质量差适当大些
选轻弹簧
三、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, 这样作出的图线准确. 3.测弹簧长度时,一定要在弹簧竖直悬挂且处于稳定状态时测量,刻度尺要 保持竖直并靠近弹簧,以免增大读数误差. 4.描点画线时,所描的点不一定都落在一条直线上,但应注意一定要使各点 均匀分布在直线的两侧. 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. 6.尽量选用轻质弹簧以减小弹簧自身重力带来的影响.
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9、要学生做的事，教职员躬亲共做； 要学生 学的知 识，教 职员躬 亲共学 ；要学 生守的 规则， 教职员 躬亲共 守。2021/7/312021/7/31Saturday, July 31, 2021
• 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/7/312021/7/312021/7/317/31/2021 6:14:38 PM
器材:弹簧、传感器、电脑、刻度尺等 点评:利用传感器和电脑减少了读数误差和作图误差,提高了实验准 确度.
感悟解题规律·培养科学思维
类型一 实验原理及实验操作
【例1】一位同学做“探究弹簧形变与弹力的关系”实验.
(1)下列实验步骤是这位同学准备完成的,请你帮助他按操作的先后顺序,
用字母排列起来
.
A.以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,建立坐标系,并描出各组数据
②由图像可得k= F =0.43 N/cm,所以F=0.43x.
x
答案:(2)①见解析 ②F=0.43x
类型二 实验数据处理
【例2】 (1)橡皮筋也像弹簧一样,在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比,
即F=kx,用如图(甲)所示的装置就可以测出这种橡皮筋的k值,图中刻度尺
的精度为1 cm.下面的表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录.
L
S
4
4
则 Y= 3.1102 N/m 0.2m =4.9×106 N/m2=4.9×106 Pa. 1.26 105 m2
答案:见解析
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解析:(1)通过对实验的理解和操作经验,可知实验步骤排列为CBDAEF. 答案:(1)CBDAEF
(2)这位同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测得的几组数据在图
中已描出.
①在图中的坐标系中作F-x的图线.
②写出曲线的函数表达式(x用cm作单位):
.
解析:(2)①由题图可知,各组数据描点大体在一条直线上,过这些点作一 条直线,其F-x图像如图所示.
L
数,材料力学上称之为杨氏模量.若实验(1)使用的橡皮筋未受拉力的长
度 为 L=0.20 m, 直 径 D=4.0×10-3m, 则 该 橡 皮 筋 的 杨 氏 模 量 Y=
(保留两位有效数字).
解析:(2)由 k= YS 可得 Y= kL ,而 S= 1 πD2= 1 ×3.14×(4.0×10-3)2m2=1.26×10-5m2
(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.将铁架台固定于桌面上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直
固定一刻度尺
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 F.解释函数表达式中常数的物理意义
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。2021/7/312021/7/312021/7/312021/7/317/31/2021
• 14、谁要是自己还没有发展培养和教育好，他就不能发展培养和教育别人。2021年7月31日星期六2021/7/312021/7/312021/7/31
• 11、一个好的教师，是一个懂得心理学和教育学的人。2021/7/312021/7/312021/7/31Jul-2131-Jul-21
• 12、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。2021/7/312021/7/312021/7/31Saturday, July 31, 2021
• 15、一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。2021年7月2021/7/312021/7/312021/7/317/31/2021
• 16、提出一个问题往往比解决一个更重要。因为解决问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已，而提出新的问题，却需要有创造性的想像力，而且标志着科学的真正进步。2021/7/312021/7/31July 31, 2021