人教版(2019)高一物理必修第一冊同步講解與測評第3章-第1節(jié)-第2課時課件

相互作用——力第三章第1節(jié)重力與彈力第2課時實驗：探究彈簧彈力與形變量的關系相互作用——力第三章第1節(jié)重力與彈力第2課時實驗：探究彈欄目索引實驗基礎梳理實驗素養(yǎng)提升隨堂達標訓練欄目索引實驗基礎梳理實驗素養(yǎng)提升隨堂達標訓練實驗基礎梳理1．探究彈簧彈力與形變量的關系．2．學會利用列表法、圖像法、函數(shù)法處理實驗數(shù)據．3．學會根據F－x、F－l圖像分析有關問題．一、實驗目的實驗基礎梳理1．探究彈簧彈力與形變量的關系．一、實驗目的1．彈簧受力會發(fā)生形變，形變的大小與受到的外力有關，沿著彈簧的方向拉彈簧，當形變穩(wěn)定時，彈簧的彈力與使它發(fā)生形變的拉力在數(shù)值上相等；如圖所示，在彈簧下端懸掛鉤碼時彈簧會伸長，平衡時彈簧產生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等．因此我們可以通過對彈簧懸掛不同重物并求出對應的伸長量即可探究彈力與伸長量的關系．二、實驗原理1．彈簧受力會發(fā)生形變，形變的大小與受到的外力有關，沿著彈簧2．彈簧的長度可用刻度尺直接測出；伸長量可由彈簧的長度減去彈簧的原長求得．3．建立直角坐標系，以縱坐標表示彈力大小F，以橫坐標表示彈簧的伸長量x，在坐標系中描出實驗所測得的各組數(shù)據對應的點(x，F(xiàn))，用平滑的曲線將這些點連接起來，根據實驗所得的圖線，就可探究彈力大小與伸長量間的關系．2．彈簧的長度可用刻度尺直接測出；伸長量可由彈簧的長度減去彈輕質彈簧、鉤碼(一盒)、刻度尺、鐵架臺、重垂線、坐標紙．三、實驗器材1．按圖安裝實驗裝置，記下彈簧下端不掛鉤碼時所對應的刻度l0.四、實驗步驟輕質彈簧、鉤碼(一盒)、刻度尺、鐵架臺、重垂線、坐標紙．三、2．在彈簧下懸掛一個鉤碼，平衡時記下彈簧的總長度和鉤碼的重力．3．增加鉤碼的個數(shù)，重復上述實驗過程，將數(shù)據填入表格，以F表示彈力，l表示彈簧的總長度，x＝l－l0表示彈簧的伸長量.2．在彈簧下懸掛一個鉤碼，平衡時記下彈簧的總長度和鉤碼的重力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變化的圖像．由實際作出的F－x圖像可知，圖像為過原點的直線．五、數(shù)據處理1．以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標，以彈簧的伸長六、誤差分析六、誤差分析1．所掛鉤碼不要過重，以免彈簧被過分拉伸，超出其彈性限度．2．每次所掛鉤碼的質量差盡量大一些，從而使坐標上描的點盡可能稀一些，這樣作出的圖像更精確．3．測彈簧長度時，一定要在彈簧豎直懸掛且處于穩(wěn)定狀態(tài)時測量，刻度尺要保持豎直并靠近彈簧，以免增大讀數(shù)誤差．4．描點畫線時，所描的點不一定都落在一條直線上，但應注意一定要使各點均勻分布在直線的兩側．偏離直線較遠的點要舍去．5．記錄數(shù)據時要注意彈力及彈簧伸長量的對應關系及單位．七、注意事項1．所掛鉤碼不要過重，以免彈簧被過分拉伸，超出其彈性限度．七實驗素養(yǎng)提升

以下是某同學所進行的“探究彈簧彈力的大小與伸長量的關系”的實驗步驟：①將一根彈簧的上端固定在鐵架臺上，豎直懸掛起來，在彈簧下掛一個鉤碼，記下鉤碼的質量m1，此時彈簧平衡，彈力大小為F1＝m1g，并用刻度尺測量出此時彈簧的長度l1，并記錄到表格中．②再增加鉤碼，重復上述的操作，逐漸增加鉤碼的重力，得到多組數(shù)據．要點一實驗數(shù)據的處理方法實驗素養(yǎng)提升 以下是某同學所進行的“探究彈簧彈力的大小與③以力F為縱坐標，以彈簧長度lx為橫坐標，根據所測的數(shù)據在坐標紙上描點．④按坐標紙上所描各點的分布與走向，作出一條平滑的曲線(或直線)．⑤根據圖線的特點，分析彈簧的彈力F與彈簧長度lx的關系，并得出實驗結論．(1)以上步驟中至少有三個不當之處，請將不合理的地方找出來并進行修正．(2)實驗中若該同學先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長，用直尺測出彈簧的原長L0，再把彈簧豎直懸掛起來，掛上鉤碼后測出彈簧伸長后的長度L，把(L－L0)作為彈簧的伸長量x.這樣操作，由于彈簧自身重力的影響，最后畫出的圖線可能是圖中的()③以力F為縱坐標，以彈簧長度lx為橫坐標，根據所測的數(shù)據在坐解析

(1)①中還應該測出彈簧的原長l0，此時應在不掛鉤碼的情況下，讓彈簧保持自然下垂狀態(tài)，用刻度尺測出從懸點到彈簧下端的長度即為彈簧原長l0；③中建立坐標系時應該以彈簧的形變量為橫坐標，因為探究的是彈簧彈力的大小與伸長量的關系；⑤中應分析彈簧彈力的大小與伸長量的關系．(2)考慮彈簧自身重力的影響，當不掛鉤碼(F＝0)時，彈簧的伸長量x≠0，所以選C．答案

(1)見解析

(2)C人教版(2019)高一物理必修第一冊同步講解與測評第3章-第1節(jié)-第2課時課件[方法總結]本實驗中如果彈簧拉力的大小不穩(wěn)定，在讀取彈簧長度時會產生誤差，因此，使彈簧的懸掛端固定，另一端通過懸掛鉤碼的重力來充當彈簧的拉力，當彈簧及鉤碼停止上下振動處于靜止狀態(tài)時測量彈簧的長度，可以提高實驗的精確度．[方法總結]本實驗中如果彈簧拉力的大小不穩(wěn)定，在讀取彈簧長 某同學進行“探究彈簧彈力與形變量的關系”的實驗．(1)將彈簧懸掛在鐵架臺上，將刻度尺固定在彈簧一側．彈簧軸線和刻度尺都應在________(填“水平”或“豎直”)方向．(2)彈簧自然懸掛，待彈簧________時，長度記為L0；彈簧下端掛上砝碼盤時，彈簧長度記為Lx；在砝碼盤中每次增加10g砝碼，彈簧長度依次記為L1至L6.數(shù)據如下表.表中有一個數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號為________.由表可知所用刻度尺的分度值為________.代表符號L0LxL1L2L3L4L5L6數(shù)值/cm25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30 某同學進行“探究彈簧彈力與形變量的關系”的實驗．代表符號(3)下圖是該同學根據表中數(shù)據作的圖，縱軸表示砝碼的質量，橫軸表示彈簧長度與________(填“L0”或“Lx”)的差值．(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量為________g.(結果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度g取9.8N/kg)(3)下圖是該同學根據表中數(shù)據作的圖，縱軸表示砝碼的質量，橫解析

(1)為保證彈簧的形變只由砝碼和砝碼盤的重力產生，彈簧軸線和刻度尺均應在豎直方向．(2)彈簧靜止穩(wěn)定時，記錄原長L0；表中的數(shù)據L3與其他數(shù)據有效數(shù)字位數(shù)不同，所以數(shù)據L3不規(guī)范，標準數(shù)據應讀至小數(shù)點后兩位，最后一位應為估讀值，所以刻度尺的分度值為1mm.(3)由題圖知所掛砝碼質量為0時，x為0，所以x＝L－Lx(L為彈簧長度)．解析(1)為保證彈簧的形變只由砝碼和砝碼盤的重力產生，彈簧人教版(2019)高一物理必修第一冊同步講解與測評第3章-第1節(jié)-第2課時課件[訓練1]

(多選)在“探究彈簧彈力的大小與伸長量的關系”的實驗中，以下說法正確的是()A．彈簧被拉伸時，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，應保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài)C．用直尺測得彈簧的長度即為彈簧的伸長量D．用幾個不同的彈簧，分別測出幾組拉力與伸長量，得出拉力與彈簧的伸長量之比相等[訓練1](多選)在“探究彈簧彈力的大小與伸長量的關系”的[答案]AB[解析]

本實驗中應以所研究的一根彈簧為實驗對象，在彈性限度內通過增減鉤碼的數(shù)目，以改變對彈簧的拉力，來探究彈簧彈力的大小與伸長量的關系，A、B正確，C、D錯誤．人教版(2019)高一物理必修第一冊同步講解與測評第3章-第1節(jié)-第2課時課件[訓練2]

(2018·全國卷Ⅰ)如圖(a)，一彈簧上端固定在支架頂端，下端懸掛一托盤；一標尺由游標和主尺構成，主尺豎直固定在彈簧左邊；托盤上方固定有一能與游標刻度線準確對齊的裝置，簡化為圖中的指針．現(xiàn)要測量圖(a)中彈簧的勁度系數(shù)，當托盤內沒有砝碼時，移動游標，使其零刻度線對準指針，此時標尺讀數(shù)為1.950cm；當托盤內放有質量為0.100kg的砝碼時，移動游標，再次使其零刻度線對準指針，標尺示數(shù)如圖(b)所示，其讀數(shù)為________cm.當?shù)氐闹亓铀俣却笮?.80m/s2，此彈簧的勁度系數(shù)為________N/m(保留3位有效數(shù)字)．[訓練2](2018·全國卷Ⅰ)如圖(a)，一彈簧上端固定人教版(2019)高一物理必修第一冊同步講解與測評第3章-第1節(jié)-第2課時課件 用如圖甲所示的裝置測定彈簧的勁度系數(shù)，被測彈簧一端固定于A點，另一端用細線繞過定滑輪掛鉤碼，旁邊附有一豎直放置的毫米刻度尺．當掛兩個鉤碼時，線上一定點P對應的刻度線如圖乙中的ab虛線所示，當掛三個鉤碼時，定點P對應的刻度線如圖乙中的cd虛線所示．已知每個鉤碼的質量為50g，重力加速度g＝9.8N/kg.ab虛線處刻度尺讀數(shù)是d1＝________m；則被測彈簧的勁度系數(shù)為______N/m.要點二實驗創(chuàng)新設計甲乙

用如圖甲所示的裝置測定彈簧的勁度系數(shù)，被測彈簧一端固定[創(chuàng)新分析]在“探究彈簧彈力的大小與伸長量的關系”的實驗中，考慮到實驗的改進，也可以不測量彈簧的自然長度，而以彈簧的總長度作為自變量，寫出彈力與彈簧長度之間的函數(shù)關系，作出彈力隨彈簧長度變化的關系圖線．這樣可避免因測彈簧的自然長度帶來的誤差．[創(chuàng)新分析]在“探究彈簧彈力的大小與伸長量的關系”的實驗中[訓練3]在“探究彈簧彈力的大小與伸長量的關系，并測定彈簧的勁度系數(shù)”的實驗中，實驗裝置如圖所示．所用的鉤碼的重力相當于對彈簧提供了向右恒定的拉力．實驗時先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度，再將5個鉤碼逐個掛在繩子的下端，每次測出相應的彈簧總長度．(1)有一名同學通過以上實驗測量后把6組數(shù)據描點在右面坐標圖中，請作出F－L圖線．(2)由此圖線可得出該彈簧的原長L0＝________cm，勁度系數(shù)k＝________N/m.[訓練3]在“探究彈簧彈力的大小與伸長量的關系，并測定彈簧(3)試根據以上該同學的實驗情況，請你幫助他設計一個記錄實驗數(shù)據的表格(不必填寫其實驗測得的具體數(shù)據)．(4)該同學實驗時，把彈簧水平放置與彈簧懸掛放置相比較．優(yōu)點在于：__________________________________________________________.缺點在于：__________________________________________________________.解析

(1)用平滑的曲線將各點連接起來，如圖所示：(3)試根據以上該同學的實驗情況，請你幫助他設計一個記錄實驗(3)記錄數(shù)據的表格如下表：(4)優(yōu)點在于：避免彈簧自身所受重力對實驗的影響．缺點在于：彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在的摩擦會造成實驗的誤差．答案(1)見解析圖(2)520(3)見解析

(4)見解析次數(shù)123456彈力F/N彈簧的長度L/(×10－2m)(3)記錄數(shù)據的表格如下表：次數(shù)123456彈力F/N彈簧的隨堂達標訓練隨堂達標訓練謝謝觀看！謝謝觀看！相互作用——力第三章第1節(jié)重力與彈力第2課時實驗：探究彈簧彈力與形變量的關系相互作用——力第三章第1節(jié)重力與彈力第2課時實驗：探究彈欄目索引實驗基礎梳理實驗素養(yǎng)提升隨堂達標訓練欄目索引實驗基礎梳理實驗素養(yǎng)提升隨堂達標訓練實驗基礎梳理1．探究彈簧彈力與形變量的關系．2．學會利用列表法、圖像法、函數(shù)法處理實驗數(shù)據．3．學會根據F－x、F－l圖像分析有關問題．一、實驗目的實驗基礎梳理1．探究彈簧彈力與形變量的關系．一、實驗目的1．彈簧受力會發(fā)生形變，形變的大小與受到的外力有關，沿著彈簧的方向拉彈簧，當形變穩(wěn)定時，彈簧的彈力與使它發(fā)生形變的拉力在數(shù)值上相等；如圖所示，在彈簧下端懸掛鉤碼時彈簧會伸長，平衡時彈簧產生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等．因此我們可以通過對彈簧懸掛不同重物并求出對應的伸長量即可探究彈力與伸長量的關系．二、實驗原理1．彈簧受力會發(fā)生形變，形變的大小與受到的外力有關，沿著彈簧2．彈簧的長度可用刻度尺直接測出；伸長量可由彈簧的長度減去彈簧的原長求得．3．建立直角坐標系，以縱坐標表示彈力大小F，以橫坐標表示彈簧的伸長量x，在坐標系中描出實驗所測得的各組數(shù)據對應的點(x，F(xiàn))，用平滑的曲線將這些點連接起來，根據實驗所得的圖線，就可探究彈力大小與伸長量間的關系．2．彈簧的長度可用刻度尺直接測出；伸長量可由彈簧的長度減去彈輕質彈簧、鉤碼(一盒)、刻度尺、鐵架臺、重垂線、坐標紙．三、實驗器材1．按圖安裝實驗裝置，記下彈簧下端不掛鉤碼時所對應的刻度l0.四、實驗步驟輕質彈簧、鉤碼(一盒)、刻度尺、鐵架臺、重垂線、坐標紙．三、2．在彈簧下懸掛一個鉤碼，平衡時記下彈簧的總長度和鉤碼的重力．3．增加鉤碼的個數(shù)，重復上述實驗過程，將數(shù)據填入表格，以F表示彈力，l表示彈簧的總長度，x＝l－l0表示彈簧的伸長量.2．在彈簧下懸掛一個鉤碼，平衡時記下彈簧的總長度和鉤碼的重力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變化的圖像．由實際作出的F－x圖像可知，圖像為過原點的直線．五、數(shù)據處理1．以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標，以彈簧的伸長六、誤差分析六、誤差分析1．所掛鉤碼不要過重，以免彈簧被過分拉伸，超出其彈性限度．2．每次所掛鉤碼的質量差盡量大一些，從而使坐標上描的點盡可能稀一些，這樣作出的圖像更精確．3．測彈簧長度時，一定要在彈簧豎直懸掛且處于穩(wěn)定狀態(tài)時測量，刻度尺要保持豎直并靠近彈簧，以免增大讀數(shù)誤差．4．描點畫線時，所描的點不一定都落在一條直線上，但應注意一定要使各點均勻分布在直線的兩側．偏離直線較遠的點要舍去．5．記錄數(shù)據時要注意彈力及彈簧伸長量的對應關系及單位．七、注意事項1．所掛鉤碼不要過重，以免彈簧被過分拉伸，超出其彈性限度．七實驗素養(yǎng)提升

以下是某同學所進行的“探究彈簧彈力的大小與伸長量的關系”的實驗步驟：①將一根彈簧的上端固定在鐵架臺上，豎直懸掛起來，在彈簧下掛一個鉤碼，記下鉤碼的質量m1，此時彈簧平衡，彈力大小為F1＝m1g，并用刻度尺測量出此時彈簧的長度l1，并記錄到表格中．②再增加鉤碼，重復上述的操作，逐漸增加鉤碼的重力，得到多組數(shù)據．要點一實驗數(shù)據的處理方法實驗素養(yǎng)提升 以下是某同學所進行的“探究彈簧彈力的大小與③以力F為縱坐標，以彈簧長度lx為橫坐標，根據所測的數(shù)據在坐標紙上描點．④按坐標紙上所描各點的分布與走向，作出一條平滑的曲線(或直線)．⑤根據圖線的特點，分析彈簧的彈力F與彈簧長度lx的關系，并得出實驗結論．(1)以上步驟中至少有三個不當之處，請將不合理的地方找出來并進行修正．(2)實驗中若該同學先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長，用直尺測出彈簧的原長L0，再把彈簧豎直懸掛起來，掛上鉤碼后測出彈簧伸長后的長度L，把(L－L0)作為彈簧的伸長量x.這樣操作，由于彈簧自身重力的影響，最后畫出的圖線可能是圖中的()③以力F為縱坐標，以彈簧長度lx為橫坐標，根據所測的數(shù)據在坐解析

(1)①中還應該測出彈簧的原長l0，此時應在不掛鉤碼的情況下，讓彈簧保持自然下垂狀態(tài)，用刻度尺測出從懸點到彈簧下端的長度即為彈簧原長l0；③中建立坐標系時應該以彈簧的形變量為橫坐標，因為探究的是彈簧彈力的大小與伸長量的關系；⑤中應分析彈簧彈力的大小與伸長量的關系．(2)考慮彈簧自身重力的影響，當不掛鉤碼(F＝0)時，彈簧的伸長量x≠0，所以選C．答案

(1)見解析

(2)C人教版(2019)高一物理必修第一冊同步講解與測評第3章-第1節(jié)-第2課時課件[方法總結]本實驗中如果彈簧拉力的大小不穩(wěn)定，在讀取彈簧長度時會產生誤差，因此，使彈簧的懸掛端固定，另一端通過懸掛鉤碼的重力來充當彈簧的拉力，當彈簧及鉤碼停止上下振動處于靜止狀態(tài)時測量彈簧的長度，可以提高實驗的精確度．[方法總結]本實驗中如果彈簧拉力的大小不穩(wěn)定，在讀取彈簧長 某同學進行“探究彈簧彈力與形變量的關系”的實驗．(1)將彈簧懸掛在鐵架臺上，將刻度尺固定在彈簧一側．彈簧軸線和刻度尺都應在________(填“水平”或“豎直”)方向．(2)彈簧自然懸掛，待彈簧________時，長度記為L0；彈簧下端掛上砝碼盤時，彈簧長度記為Lx；在砝碼盤中每次增加10g砝碼，彈簧長度依次記為L1至L6.數(shù)據如下表.表中有一個數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號為________.由表可知所用刻度尺的分度值為________.代表符號L0LxL1L2L3L4L5L6數(shù)值/cm25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30 某同學進行“探究彈簧彈力與形變量的關系”的實驗．代表符號(3)下圖是該同學根據表中數(shù)據作的圖，縱軸表示砝碼的質量，橫軸表示彈簧長度與________(填“L0”或“Lx”)的差值．(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量為________g.(結果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度g取9.8N/kg)(3)下圖是該同學根據表中數(shù)據作的圖，縱軸表示砝碼的質量，橫解析

(1)為保證彈簧的形變只由砝碼和砝碼盤的重力產生，彈簧軸線和刻度尺均應在豎直方向．(2)彈簧靜止穩(wěn)定時，記錄原長L0；表中的數(shù)據L3與其他數(shù)據有效數(shù)字位數(shù)不同，所以數(shù)據L3不規(guī)范，標準數(shù)據應讀至小數(shù)點后兩位，最后一位應為估讀值，所以刻度尺的分度值為1mm.(3)由題圖知所掛砝碼質量為0時，x為0，所以x＝L－Lx(L為彈簧長度)．解析(1)為保證彈簧的形變只由砝碼和砝碼盤的重力產生，彈簧人教版(2019)高一物理必修第一冊同步講解與測評第3章-第1節(jié)-第2課時課件[訓練1]

(多選)在“探究彈簧彈力的大小與伸長量的關系”的實驗中，以下說法正確的是()A．彈簧被拉伸時，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，應保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài)C．用直尺測得彈簧的長度即為彈簧的伸長量D．用幾個不同的彈簧，分別測出幾組拉力與伸長量，得出拉力與彈簧的伸長量之比相等[訓練1](多選)在“探究彈簧彈力的大小與伸長量的關系”的[答案]AB[解析]

本實驗中應以所研究的一根彈簧為實驗對象，在彈性限度內通過增減鉤碼的數(shù)目，以改變對彈簧的拉力，來探究彈簧彈力的大小與伸長量的關系，A、B正確，C、D錯誤．人教版(2019)高一物理必修第一冊同步講解與測評第3章-第1節(jié)-第2課時課件[訓練2]

(2018·全國卷Ⅰ)如圖(a)，一彈簧上端固定在支架頂端，下端懸掛一托盤；一標尺由游標和主尺構成，主尺豎直固定在彈簧左邊；托盤上方固定有一能與游標刻度線準確對齊的裝置，簡化為圖中的指針．現(xiàn)要測量圖(a)中彈簧的勁度系數(shù)，當托盤內沒有砝碼時，移動游標，使其零刻度線對準指針，此時標尺讀數(shù)為1.950cm；當托盤內放有質量為0.100kg的砝碼時，移動游標，再次使其零刻度線對準指針，標尺示數(shù)如圖(b)所示，其讀數(shù)為________cm.當?shù)氐闹亓铀俣却笮?.80m/s2，此彈簧的勁度系數(shù)為________N/m(保留3位有效數(shù)字)．[訓練2](2018·全國卷Ⅰ)如圖(a)，一彈簧上端固定人教版(2019)高一物理必修第一冊同步講解與測評第3章-第1節(jié)-第2課時課件 用如圖甲所示的裝置測定彈簧的勁度系數(shù)，被測彈簧一端固定于A點，另一端用細線繞過定滑輪掛鉤碼，旁邊附有一豎直放置的毫米刻度尺．當掛兩個鉤碼時，線上一定點P對應的刻度線如圖乙中的ab虛線所示，當掛三個鉤碼時，定點P對應的刻度線如圖乙中的cd虛線所示．已知每個鉤碼的質量為50g，重力加速度g＝9.8N/kg.ab虛線處刻度尺讀數(shù)是d1＝________m；則被測