物理必修25.探究弹性势能的表达式备课ppt课件
展开1.实验目的(1)探究弹力和弹簧伸长的定量关系.(2)会利用列表法、图象法、函数法处理实验数据.
2.实验原理(1)如图所示,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,在坐标系中描出实验所测得的各组(x,F)对应的点,用 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.
3.实验器材铁架台、、钩码若干、三角板、 、重垂线.
考点 实验过程1.实验步骤(1)按图安装实验装置.特别注意:靠近弹簧的毫米刻度尺要用重垂线检查是否竖直.
(2)记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0.(3)在弹簧下悬挂不同的钩码个数,换算成重力,重力的大小就等于弹簧的弹力大小,将数据依次填入表格,用F表示弹力,l表示弹簧的总长,x表示伸长量.
(4)根据测量数据画出Fx图象(以F为纵轴,以x为横轴),按照Fx图象中各点的分布与走向,尝试作出一条平滑的曲线(包括直线).尝试写出曲线所代表的函数,首先尝试Fx是否为一次函数,如果不行则考虑二次函数或其他函数.(5)得出结论.在实验误差范围内,应得出弹力的大小与弹簧的伸长量成正比,即F=kx,其中k的单位由F和x的单位决定.(6)换用一根弹簧与上面的弹簧对比,在伸长量相同的情况下,弹力大的k越大,说明“k”反映了弹簧的“劲度”,从而充分认识k的物理意义.
2.注意事项(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,这样作出的图线更精确.(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,以减小误差.(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.
3.误差分析(1)钩码标值不准确,弹簧长度测量不准确带来误差.(2)画图时描点及连线不准确也会带来误差.
【案例1】(2011·安徽理综)为了测量某一弹簧的劲度系数,将该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上不同质量的砝码.实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据,其对应点已在图上标出(g=9.8 m/s2)(1)作出m-l的关系图线;(2)弹簧的劲度系数为N/m.
【解析】(1)应使尽量多的点在同一条直线上.(2)由胡克定律F=kx,得k= .【答案】(1)如图所示 (2)0.248~0.262
【案例2】 (2010·福建理综)某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系.实验时,将原长约200 mm的橡皮筋上端固定,在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码(质量均为20 g),每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量;当挂上10只钩码后,再逐一把钩码取下,每取下一只钩码,也均记下对应的橡皮筋伸长量.根据测量数据,作出增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长量Δl与拉力F关系的图象如图所示.从图象中可以得出________.(填选项前的字母)
A.增挂钩时Δl与F成正比,而减挂钩码时Δl与F不成正比B.当所挂钩码数相同时,增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大C.当所挂钩码数相同时,增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等D.增挂钩码时所挂钩码数过多,导致橡皮筋超出弹性限度
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