高中物理复习课件4实验(一):探究弹力与弹簧伸长的关系.pptVIP

高中物理复习课件4实验(一):探究弹力与弹簧伸长的关系.ppt

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高中物理复习课件4实验(一):探究弹力与弹簧伸长的关系

二、实验原理 1.如图2-4-1所示,弹簧在下端悬挂钩码时 会伸长,平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的 重力大小相等。 2.用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力下的 伸长量x,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 中描出各点(x,F),然后用平滑的曲线连结起来,根据实验所得的图线,就可探知弹力大小与伸长量之间的关系。 ; 四、实验步骤 1.如图2-4-2所示,将铁架台放于桌面上(固定好),将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上,在挨近弹簧处将刻度尺(最小分度为mm)固定于铁架台上,并用重锤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量,这个总重量就是弹簧弹力的大小,将所得数据填入表格。 6.在坐标纸上建立坐标系,以弹力为纵坐标,弹簧伸长量为横坐标,描出每一组数据(x,F)所对应的点。 7.根据所描各点的分布与走向,作出一条平滑的曲线(不能画成折线)。 8.以弹簧伸长量为自变量,弹力大小为因变量,写出曲线所代表的函数。首先尝试写成一次函数的形式,如果不行,写成二次函数的形式或其他形式。 9.研究并解释函数表达式中常数的物理意义。; 五、注意事项 1.安装时,要保持刻度尺竖直并靠近弹簧。 2.实验时,要尽量选择长度较大、匝数较多,但软硬程度(劲度系数)适中的弹簧,以每挂一个钩码(20 g)弹簧伸长量增大1~2 cm为宜。 3.读取弹簧下端所对应的刻度时,要用三角板,并且视线垂直于刻度,力求读数准确,并且要等钩码静止时,再读数。 4.实验中悬挂钩码时注意不要太多,以免弹簧被过分拉伸,超过弹簧的弹性限度。 5.要使用轻质弹簧,且要尽量多测几组数据。 6.建立坐标系时,要选择合适标度,以使所画曲线占据整个坐标纸。 7.画图线时,不一定要让所有各点都正好在曲线上,但应注意使曲线两侧的点大致相同,偏离太远的点要舍弃。 六、误差分析 本实验的误差主要来自以下两个方面: 1.弹簧的长度测量不精确。 2.描点、画图不精确。 特别提醒: 在物理学中经常用图象处理物理问题,要特别注意:①图线斜率的意义(或曲线切线斜率的意义);②图线与纵轴、横轴交点的物理意义。;【例1】(双项选择)在“探究弹力与弹簧伸长的关系”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; 1; 【例2】下表是某同学为“探究弹力与弹簧伸长的关系”所测的几组数据: (1)请你在图2-3-3中的坐标纸上作出F-x图线; (2)写出图线所代表的函数式(x用m为单位):________; (3)写出函数表达式中常数的物理意义 ______________________________________________。 (4)若弹簧的原长为40 cm,并且以弹簧的总长度L为自变量,写出函数 表达式(N和m为单位):_______________。 ; 2;【例3】用金属制成的线材(如钢丝、钢筋)受到拉力会伸长,十七世纪英国物理学家胡克发现:金属丝或金属 杆在弹性限度内它的伸长与拉力成正比,这就是著名的胡克定律。这一发现为后人对材料的研究奠定了 重要基础。现有一根用新材料制成的金属杆,长为4 m,横截面积为0.8 cm2,设计要求它受到拉力后的 伸长不超过原长的1/1 000,问最大拉力多大

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