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    高一物理课件 第3章 实验:探究弹力和弹簧伸长的关系 (人教版必修1)
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    高中物理人教版 (新课标)必修25.探究弹性势能的表达式示范课ppt课件

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    这是一份高中物理人教版 (新课标)必修25.探究弹性势能的表达式示范课ppt课件,共16页。PPT课件主要包含了图3-6-3等内容,欢迎下载使用。

    【实验目的】1.探究弹力和弹簧伸长的定量关系.2.学会利用图象研究两个物理量之间的关系的方法.
    【实验原理】1.如图3-6-1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. 图3-6-1
    2.用刻度尺测出弹簧在不同的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,在坐标系中描下实验所测得的各组(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,就可探究弹力大小和伸长量间的关系.
    【实验器材】 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.
    【实验步骤】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3-6-2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. 图3-6-2
    3.改变所挂钩码的质量,重复上步的实验过程多次.
    二、误差分析1.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.2.由于弹簧自身的重力的影响造成误差.3.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.三、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.
    2.每次所挂钩码的质量差尽量大一些,从而使在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.
    下表是某同学为探索弹簧的弹力和伸长的关系所测的几组数据.
    (1)请你在图3-6-4中的坐标纸上作出F-x图线.图3-6-4(2)写出曲线所代表的函数式.(3)解释函数表达式中常量的物理意义.
    【精讲精析】 (1)根据表中数据描点,按照图中各点的分布与走向,应作出一条直线,使直线两侧的点数大致相同.这样可以减少偶然误差,如图3-6-5所示.图3-6-5
    (2)设直线斜率为k,由数学知识知,F=kx+c.在直线上取较远的两点(可以减小误差),如点(9.80,2.0)与(2.30,0.5),并代入上式得k=0.2 N/cm,c=0.04 N,所以函数表达式为:F=(0.2x+0.04)N.(3)由F=kx+c知,当x=0时,F=c,因此,式中常量c表示弹簧的重力为0.04 N.若忽略弹簧的重力,则F=kx.因此,式中常数k=F/x表示使弹簧形变单位长度时弹簧的弹力,即劲度系数.【答案】 见精讲精析
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