物理2 弹力教学课件ppt

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知识与技能1．理解该实验的原理．2．了解实验器材及步骤．过程与方法学习本实验所用的科学方法情感、态度与价值观培养学生认真读取数据，一丝不苟的科学精神．
1．如下图所示，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．
知识点1 实验原理
2．用刻度尺测量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，在坐标系中描出实验所测得的各组(x，F)对应的点，用平滑的曲线连接起来，根据实验所得的图线，就可探知弹力大小与伸长量间的关系．
轻质弹簧(一根)，钩码(一盒)，刻度尺，铁架台，重垂线，坐标纸，三角板．
1．将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度L0，即原长．2．如图所示，将已知质量的钩码挂在弹簧的下端，在平衡时测出弹簧的总长并计算钩码的重力，填写在记录表格里．
3.改变所挂钩码的质量，重复上述的实验过程多次．
1．用公式x＝L－L0计算出弹簧各次的伸长量，填入上表．2．以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量x为横坐标，用描点法作图．连接各点，得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线．3．以弹簧伸长量为自变量，写出曲线所代表的函数．首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数．
4．得出弹力和弹簧伸长量之间的函数关系，研究并解释函数表达式中常数的物理意义．
由于弹簧原长及伸长量的测量都不便于操作，故存在较大的测量误差，另外由于弹簧自身的重力的影响，即当未放重物时，弹簧在自身重力的作用下，已经有一个伸长量，这样在作图线时，图线与x轴有一截距．
1．所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度．要注意观察，适可而止．2．每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标上描的点尽可能稀一些，这样作出的图线精确．3．测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量，刻度尺要保持竖直并靠近弹簧，以免增大误差．4．描点画线时，所描的点不一定都落在一条曲线上，但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧．5．记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位．
例1某同学在做“探索弹力与弹簧伸长的关系”实验时，所得的数据如下表所示：(1)画出弹力F与伸长量x的关系图线．(实验中所挂钩码，每个50g，当地重力加速度g＝10m/s2)；(2)写出弹力F与弹簧伸长量x的关系式；(3)指出表达式中常量的物理意义；(4)若以弹力为纵坐标，以弹簧长度为横坐标，画出对应的图线，写出函数关系式，说明常量的物理意义.
题型 1 实验数据的处理与分析
解析：(1)每个钩码重mg＝0.05×10N＝0.5N，由二力平衡，弹力大小等于所挂钩码重量，则
建立直角坐标系描点作图，如图所示．
意义：－6.17×0.463为纵截距，是一个与伸长量无关的常数．
变式训练1　某同学用如下图所示装置做“探究弹力和弹簧伸长关系”的实验．他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上砝码，并逐个增加砝码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：(重力加速度g＝9.8m/s2)
(1)根据所测数据，在下图所示的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线．
(2)根据所测得的数据和关系曲线可以判断，在________N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律，这种规格弹簧的劲度系数________N/m.答案：(1)见解析　(2)0～4.9　25
解析：本例主要考查用图象法处理数据的方法，以及根据实验结果(图象)判断分析实验结论的能力．(1)根据题目中所测量的数据进行描点，然后用平滑的曲线(或直线)连接各点，在连接时应让尽量多的点落在线上．(偏差比较大的点舍去)不在线上的点尽量平均分布在线的两侧，如图．
例2(1)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”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
(2)某同学做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把L－L0作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是下图中的 (　　)
答案：(1)AB　(2)C解析：本题主要考查使用弹簧时应注意的问题，还有用图象法来描述弹簧的弹力与其伸长量间的关系．(1)本实验中应以需要研究的一根弹簧为实验对象，在弹性限度内通过增减钩码的数目，以改变对弹簧的拉力，来探索弹力与弹簧伸长的关系，所以选A、B.(2)由于考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量x≠0，所以选C.
变式训练2　“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验结论表明：在不超出弹性范围的情况下，弹簧的弹力跟伸长量成正比．如果以弹簧的总长为自变量，弹力为函数，则此时函数关系如何？答案：见解析