人教版必修1 第3章 6　實(shí)驗(yàn)：探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系 學(xué)案.doc

6實(shí)驗(yàn)：探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的定量關(guān)系2學(xué)會(huì)利用圖象研究?jī)蓚€(gè)物理量之間關(guān)系的方法二、實(shí)驗(yàn)原理1彈簧的彈力f的測(cè)量：彈簧下端懸掛的鉤碼靜止時(shí)，彈力大小與所掛鉤碼的重力大小相等，即fmg.2彈簧的伸長(zhǎng)量x的確定：彈簧的原長(zhǎng)l0與掛上鉤碼后彈簧的長(zhǎng)度l可以用刻度尺測(cè)出，彈簧的伸長(zhǎng)量xll0.3作出彈簧彈力f與彈簧伸長(zhǎng)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(zhǎng)量的關(guān)系三、實(shí)驗(yàn)器材輕質(zhì)彈簧(一根)，鉤碼(一盒)，刻度尺，鐵架臺(tái)，坐標(biāo)紙.一、實(shí)驗(yàn)步驟1將彈簧的一端掛在鐵架臺(tái)上，讓其自然下垂，用刻度尺測(cè)出彈簧自然伸長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)的長(zhǎng)度l0，即原長(zhǎng)2在彈簧下端掛質(zhì)量為m1的鉤碼，測(cè)出此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度l1，記錄m1和l1.3改變所掛鉤碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟2，記錄m2、m3、m4、m5、和相應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度l2、l3、l4、l5、.4計(jì)算出每次彈簧的伸長(zhǎng)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(biāo)，以彈簧的伸長(zhǎng)量x為橫坐標(biāo)，用描點(diǎn)法作圖連接各點(diǎn)，得出彈力f隨彈簧伸長(zhǎng)量x變化的圖線，如圖361所示圖3612以彈簧伸長(zhǎng)量為自變量，寫出彈力和彈簧伸長(zhǎng)量之間的函數(shù)關(guān)系，函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)即為彈簧的勁度系數(shù)，這個(gè)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(zhǎng)量之間的定量關(guān)系，解釋函數(shù)表達(dá)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(zhǔn)產(chǎn)生的誤差，為了減小偶然誤差要盡量多測(cè)幾組數(shù)據(jù)2系統(tǒng)誤差：彈簧豎直懸掛時(shí)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(yīng)使用較輕的彈簧四、注意事項(xiàng)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(cè)彈簧長(zhǎng)度時(shí)，一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時(shí)測(cè)量，刻度尺要保持豎直并靠近彈簧，以免增大誤差3描點(diǎn)畫線時(shí)，所描的點(diǎn)不一定都落在一條曲線上，但應(yīng)注意一定要使各點(diǎn)均勻分布在曲線的兩側(cè)4記錄數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力及彈簧伸長(zhǎng)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系及單位.實(shí)驗(yàn)探究1實(shí)驗(yàn)操作及分析某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)圖362圖362甲是不掛鉤碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)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?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量l為 cm；本實(shí)驗(yàn)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(xiàng)中規(guī)范的做法是 ；(填選項(xiàng)前的字母)a逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重b隨意增減鉤碼，記下增減鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重圖丙是該同學(xué)描繪的彈簧的伸長(zhǎng)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(zhǎng)后的總長(zhǎng)度為14.66 cm，則伸長(zhǎng)量l14.66 cm7.73 cm6.93 cm.逐一增掛鉤碼，便于有規(guī)律地描點(diǎn)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(zhǎng)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(shí)驗(yàn)探究2實(shí)驗(yàn)原理及數(shù)據(jù)的處理下表是某同學(xué)在“探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中測(cè)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(zhǎng)量/cm2.305.087.889.8012.5(1)請(qǐng)?jiān)趫D363所示的坐標(biāo)紙上作出fx圖象；(2)寫出圖象的函數(shù)表達(dá)式；(3)解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義；(4)若彈簧的原長(zhǎng)為l040 cm，以彈簧的總長(zhǎng)為自變量，寫出fl的表達(dá)式，并說明圖象和fx圖象的區(qū)別. 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：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(zhǎng)量x成正比，在直線上取較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)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(zhǎng)量的關(guān)系的函數(shù)表達(dá)式為fkx20x.(3)彈簧的彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系是fkx，式中的常數(shù)k表示使彈簧伸長(zhǎng)1 m時(shí)所需彈力為20 n，即勁度系數(shù)(4)設(shè)彈簧的總長(zhǎng)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(zhǎng)，而fx圖象沒有