人教版必修1 第3章 6　實驗：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 學案.doc

6實驗：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系一、實驗目的1探究彈力和彈簧伸長的定量關(guān)系2學會利用圖象研究兩個物理量之間關(guān)系的方法二、實驗原理1彈簧的彈力f的測量：彈簧下端懸掛的鉤碼靜止時，彈力大小與所掛鉤碼的重力大小相等，即fmg.2彈簧的伸長量x的確定：彈簧的原長l0與掛上鉤碼后彈簧的長度l可以用刻度尺測出，彈簧的伸長量xll0.3作出彈簧彈力f與彈簧伸長量x的關(guān)系圖象，根據(jù)圖象可以分析彈簧彈力和彈簧伸長量的關(guān)系三、實驗器材輕質(zhì)彈簧(一根)，鉤碼(一盒)，刻度尺，鐵架臺，坐標紙.一、實驗步驟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)時的長度l0，即原長2在彈簧下端掛質(zhì)量為m1的鉤碼，測出此時彈簧的長度l1，記錄m1和l1.3改變所掛鉤碼的質(zhì)量，重復步驟2，記錄m2、m3、m4、m5、和相應的彈簧長度l2、l3、l4、l5、.4計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.1234567f/n0l/cmx/cm0二、數(shù)據(jù)處理1以彈力f(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標，以彈簧的伸長量x為橫坐標，用描點法作圖連接各點，得出彈力f隨彈簧伸長量x變化的圖線，如圖361所示圖3612以彈簧伸長量為自變量，寫出彈力和彈簧伸長量之間的函數(shù)關(guān)系，函數(shù)表達式中常數(shù)即為彈簧的勁度系數(shù)，這個常數(shù)也可據(jù)fx圖線的斜率求解，k.3得出彈力和彈簧伸長量之間的定量關(guān)系，解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義三、誤差分析1偶然誤差：由于讀數(shù)和作圖不準產(chǎn)生的誤差，為了減小偶然誤差要盡量多測幾組數(shù)據(jù)2系統(tǒng)誤差：彈簧豎直懸掛時未考慮彈簧重力的影響產(chǎn)生的誤差，為減小系統(tǒng)誤差，應使用較輕的彈簧四、注意事項1所掛鉤碼不要過重，以免彈簧被過分拉伸，超出它的彈性限度2測彈簧長度時，一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時測量，刻度尺要保持豎直并靠近彈簧，以免增大誤差3描點畫線時，所描的點不一定都落在一條曲線上，但應注意一定要使各點均勻分布在曲線的兩側(cè)4記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力及彈簧伸長量的對應關(guān)系及單位.實驗探究1實驗操作及分析某同學做“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”的實驗圖362圖362甲是不掛鉤碼時彈簧下端指針所指的標尺刻度，其示數(shù)為7.73 cm；圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針所指的標尺刻度，此時彈簧的伸長量l為 cm；本實驗通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來改變彈簧的彈力，關(guān)于此操作，下列選項中規(guī)范的做法是 ；(填選項前的字母)a逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針所指的標尺刻度和對應的鉤碼總重b隨意增減鉤碼，記下增減鉤碼后指針所指的標尺刻度和對應的鉤碼總重圖丙是該同學描繪的彈簧的伸長量l與彈力f的關(guān)系圖線，圖線的ab段明顯偏離直線oa，造成這種現(xiàn)象的主要原因是 .【解析】彈簧伸長后的總長度為14.66 cm，則伸長量l14.66 cm7.73 cm6.93 cm.逐一增掛鉤碼，便于有規(guī)律地描點作圖，也可避免因隨意增加鉤碼過多超過彈簧的彈性限度而損壞彈簧ab段明顯偏離oa，伸長量l不再與彈力f成正比，是超出彈簧的彈性限度造成的【答案】6.93a彈簧受到的拉力超過了其彈性限度實驗探究2實驗原理及數(shù)據(jù)的處理下表是某同學在“探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系”實驗中測得的幾組數(shù)據(jù)，g取10 m/s2.則：懸掛砝碼質(zhì)量/g50100150200250彈簧伸長量/cm2.305.087.889.8012.5(1)請在圖363所示的坐標紙上作出fx圖象；(2)寫出圖象的函數(shù)表達式；(3)解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義；(4)若彈簧的原長為l040 cm，以彈簧的總長為自變量，寫出fl的表達式，并說明圖象和fx圖象的區(qū)別. 【導學號：57632059】圖363【解析】(1)fx圖象如圖所示(2)從fx的圖象知，彈簧的彈力f與伸長量x成正比，在直線上取較遠的兩點代入kf/x，可得直線的斜率為k0.2 n/cm20 n/m.所以該彈簧的彈力與伸長量的關(guān)系的函數(shù)表達式為fkx20x.(3)彈簧的彈力與伸長量的關(guān)系是fkx，式中的常數(shù)k表示使彈簧伸長1 m時所需彈力為20 n，即勁度系數(shù)(4)設(shè)彈簧的總長為l，則fkxk(ll0)20(l0.4)n.所作的fl圖象在橫軸有截距，其物理意義即為彈簧的原長，而fx圖象沒有