專題：實驗探究彈力和彈簧伸長(量)的關(guān)系 驗證平行四邊形課件 2024-2025學年高一上物理人教版（2019）必修一

實驗:探究彈力和彈簧伸長(量)的關(guān)系1.實驗原理:L0L2.實驗裝置:(1)砝碼重力=彈簧彈力；(2)刻度尺測形變量x=L-L03.實驗器材:輕質(zhì)彈簧、鉤碼,刻度尺，鐵架臺，(重垂線)等F=kx3.步驟(1)如圖,將鐵架臺固定好，彈簧一端固定在鐵架臺橫梁上,在接近彈簧處將刻度尺固定于鐵架臺上(并檢查刻度尺是否豎直.)(2)記下彈簧下端不掛鉤碼時所對應(yīng)的刻度L0(3)在彈簧下端掛上一個鉤碼(mg),記下靜止時彈簧所對應(yīng)的刻度L1(4)用上面的方法,記下彈簧下端掛2個,3個,4個...鉤碼時,彈簧下端所對應(yīng)的刻度L2,L3,L4…，并將所得數(shù)據(jù)記錄在表格中.(5)處理數(shù)據(jù),完成實驗，整理器材4.數(shù)據(jù)處理3.列表法：誤差范圍內(nèi)，彈簧彈力與彈簧伸長量的比值不變。結(jié)論：在誤差范圍內(nèi)，彈簧彈力與彈簧伸長量成正比xF0斜率?1.圖象法：F-X圖。根據(jù)描點的情況,作出一條經(jīng)過原點的直線。2.函數(shù)法：根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，找出彈簧彈力與彈簧伸長量的函數(shù)關(guān)系。注意事項:(1)鉤碼不能太多(2)使用輕質(zhì)彈簧,多測幾組數(shù)據(jù)(3)作圖時,誤差大的點舍去，平滑的線連接誤差分析(1)讀數(shù)和作圖誤差.(2)彈簧自重造成誤差1.如圖1甲所示，用鐵架臺、彈簧和多個已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長量的關(guān)系。(1)為完成實驗，還需要的實驗器材有__________。(2)實驗中需要測量的物理量有__________(3)圖乙是彈簧彈力F與彈簧伸長量x的F－x圖線，由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為__________N/m。圖線不過原點的原因是______。(2)彈簧原長、彈簧掛不同個數(shù)的鉤碼時所對應(yīng)的伸長量(或?qū)?yīng)的彈簧長度)(1)刻度尺(3)200，彈簧自身存在重力(4)為完成該實驗，設(shè)計的實驗步驟如下：A.以彈簧伸長量為橫坐標、彈力為縱坐標，描出各組(x，F(xiàn))對應(yīng)的點，并用平滑的曲線連接起來；B.記下彈簧不掛鉤碼時其下端在刻度尺上的刻度l0；C.將鐵架臺固定于桌子上，并將彈簧的一端系于橫梁上，在彈簧附近豎直固定一把刻度尺；D.依次在彈簧下端掛上1個、2個、3個、4個、…鉤碼，并分別記下鉤碼靜止時彈簧下端所對應(yīng)的刻度，并記錄在表格內(nèi)，然后取下鉤碼；E.以彈簧伸長量為自變量，寫出彈力與彈簧伸長量的關(guān)系式。首先嘗試寫成一次函數(shù)，如果不行，則考慮二次函數(shù)；F.解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義；G.整理儀器。請將以上步驟按操作的先后順序排列出來：__________。CBDAEFG2.一個實驗小組在“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”的實驗中：(1)甲同學在做該實驗時，通過處理數(shù)據(jù)得到了圖4甲所示的F－x圖象，其中F為彈簧彈力，x為彈簧長度.請通過圖甲，分析并計算，該彈簧的原長x0＝____cm，彈簧的勁度系數(shù)k＝____N/m.該同學將該彈簧制成一把彈簧測力計，當彈簧測力計的示數(shù)如圖乙所示時，該彈簧的長度x＝__cm.(2)乙同學使用兩條不同的輕質(zhì)彈簧a和b，得到彈力與彈簧長度的關(guān)系圖象如圖丙所示.下列表述正確的是________.A.a的原長比b的長B.a的勁度系數(shù)比b的大C.a的勁度系數(shù)比b的小D.測得的彈力與彈簧的長度成正比(1)82520(2)B3.某同學做“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”的實驗。(1)圖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7.73cm；圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針所指的標尺刻度____cm，此時彈簧伸長量Δl____cm；?(2)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(yīng)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(yīng)的鉤碼總重(3)圖丙是該同學描繪的彈簧的伸長量Δl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___________。(1)14.66(14.65～14.67均正確)

6.93(6.92～6.94均正確)(2)A(3)鉤碼重力使彈簧超過彈性限度4.一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(gòu)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?，F(xiàn)要測量圖(a)中彈簧的勁度系數(shù)。當托盤內(nèi)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(nèi)放有質(zhì)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)。答案3.77553.75.某同學用如圖7所示的裝置做“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗。他先讀出不掛鉤碼時彈簧下端指針所指刻度尺的刻度的數(shù)據(jù)，然后在彈簧下端掛上鉤碼，并逐個增加鉤碼，分別記錄指針所指刻度尺的刻度的數(shù)據(jù)，所得數(shù)據(jù)列表如下。(1)當在彈簧下端掛上3個鉤碼時，指針所示位置如圖所示，請將上表補充完整。(2)已知實驗所用單個鉤碼質(zhì)量為100g，當?shù)刂亓铀俣葹?.8m/s2，則該彈簧的勁度系數(shù)為________N/m。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)鉤碼數(shù)(個)01234刻度尺的讀數(shù)x/cm9.0010.3511.66

14.34實驗:驗證力的平行四邊形定則一.實驗儀器二.實驗原理：等效替代問題:何為合力,分力？如何求合力？驗證平行四邊形定則？木板、白紙、彈簧測力計(兩只)、橡皮條、細繩套(兩個)、三角板、刻度尺、圖釘(若干)、鉛筆。二者啥關(guān)系？三.實驗步驟+數(shù)據(jù)處理:(1)用圖釘把一張白紙釘在水平桌面上的木板上，如圖.(2)用兩個彈簧測力計分別鉤住兩繩套，互成角度地拉橡皮條,使橡皮條結(jié)點到達某一點O.(3)用鉛筆描下節(jié)點O的位置和兩細繩套方向,記錄測力計讀數(shù)F1,

F2,利用刻度尺和三角板作平行四邊形，畫出對角線所代表的力F.(4)只用一個彈簧測力計，通過細繩套把橡皮條的結(jié)點拉到與前面實驗中同一位置O，記下彈簧測力計的讀數(shù)F′和細繩的方向，以同樣的標度作出F′的圖示.(5)比較F和F′，觀察它們在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等.誰是理論值,誰是實驗值？注意事項1.同一次實驗中結(jié)點O的位置必須在同一位置2.細繩套應(yīng)適當長一些,便于確定力的方向.不要直接沿細繩方向畫直線,應(yīng)在相距較遠處畫兩個點.去掉細繩后,連直線確定力的方向.3.應(yīng)盡量使橡皮條、彈簧測力計和細繩套位于與紙面平行的同一平面內(nèi)拉動.4.兩個彈簧測力計鉤住繩套互成的角度不宜太大也不宜太小,在60°～100°之間較為合適.在同一實驗中,畫力的圖示選定的標度要相同,并且要恰當選定標度,使力的圖示稍大一些,盡量布滿整張紙.誤差來源？作圖誤差，讀數(shù)誤差結(jié)點位置不準,力的方向不準，細線不水平等讀數(shù)1.某同學做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗如圖1甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細繩的結(jié)點，OB和OC為細繩。圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖。(1)如果沒有操作失誤，圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是______，合力的真實值是_______，合力的理論值是________(選填“F”或“F′”).

(2)本實驗采用的科學方法是________。A.理想實驗法 B.等效替代法C.控制變量法 D.建立物理模型法F′F′FB(3)實驗時，主要的步驟是：A.在桌上放一塊方木板,在方木板上鋪一張白紙,用圖釘把白紙釘在方木板上B.用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，在橡皮條的另一端拴上兩條細繩，細繩的另一端系著繩套；C.用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點到達某一位置O，記錄下O點的位置，讀出兩個彈簧測力計的示數(shù)；D.按選好的標度，用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，并用平行四邊形定則求出合力F；E.只用一只彈簧測力計，通過細繩套拉橡皮條使其伸長，讀出彈簧測力計的示數(shù)，記下細繩的方向，按同一標度作出這個力F′的圖示；F.比較F′和F的大小和方向，看它們是否相同，得出結(jié)論。上述步驟中，①有重要遺漏的步驟的序號是________和________；②遺漏的內(nèi)容分別是___________________________________________________和_______________________________CEC中應(yīng)加上“記下兩條細繩的方向”E中應(yīng)說明“把橡皮條的結(jié)點拉到同一位置O”2.某研究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗,所用器材有:方木板一塊,白紙,量程為5N的彈簧測力計兩個,橡皮條(帶兩個較長的細繩套),刻度尺,圖釘(若干個).(1)具體操作前,同學們提出了如下關(guān)于實驗操作的建議,其中正確的有

.A.橡皮條應(yīng)和兩繩套夾角的角平分線在一條直線上B.重