物理必修 第一册1 重力与弹力教课ppt课件

这是一份物理必修 第一册1 重力与弹力教课ppt课件，共46页。PPT课件主要包含了目标体系构建，思维脉络，课前预习反馈，课内互动探究，探究，实验原理与操作，典例剖析，典题1，刻度尺，弹簧测力计等内容，欢迎下载使用。

【学习目标】1．进一步练习使用弹簧测力计。2．制定科学探究方案，会使用弹簧测力计获取数据。3．能根据数据探究出弹簧弹力与形变量的定量关系。
1．实验原理(1)弹簧受力会发生形变，形变的大小与受到的外力有关。沿着弹簧的方向拉弹簧，当形变稳定时，弹簧的弹力与使它发生形变的拉力在数值上是相等的。用悬挂法测量弹簧的弹力，利用的是弹簧静止时弹簧的弹力与挂在弹簧下面的钩码的重力大小相等。
(2)弹簧的长度可用刻度尺直接测出，伸长量可由弹簧拉长后的长度减去弹簧的原长来计算。(3)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，就可探究弹力大小与伸长量间的关系。
(3)增加钩码的个数，重复上述实验过程，将数据填入表格，以F表示弹力，l表示弹簧的总长度，x＝l－l0表示弹簧的伸长量。
4．数据处理(1)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。
5．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，从而使坐标上描的点尽可能稀一些，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，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与弹簧伸长量的对应关系及单位。
　　　　　如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个未知质量但质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与形变量的关系。
(1)为完成实验，除了图甲中提供的实验器材，你还需要的实验器材有：__________、______________。(2)实验中你需要测量的物理量有：____________________________________________________。
弹簧原长、弹簧挂不同个数的钩码时所对应的弹簧长度　
(3)为完成该实验，设计的实验步骤如下：A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来；B．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0，测量出一个钩码的重力；C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；
D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码；E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式。首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数；F．解释函数表达式中常数的物理意义；G．整理仪器。请你将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：________________。
(4)若实验开始时你将图甲中的指针从P位置往下挪到Q，其余实验步骤不变且操作正确，则测量得到弹簧的劲度系数将________(选填“变大”“不变”或“变小”)。(5)图乙是另一位同学实验得到弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F－x图线，由此可求出弹簧的劲度系数为_______N/m(结果保留三位有效数字)，图线不过原点的原因是由于____________________。
解析：(1)实验需要测弹簧的长度、形变量，因为钩码的质量未知，所以要测量钩码的重力，故还需要的实验器材有：刻度尺，弹簧测力计；(2)为了测量弹簧的形变量；由胡克定律可知，实验中还应测量弹簧原长、弹簧挂不同个数的钩码时所对应的弹簧长度；(3)实验中要先组装器材，即CB，然后进行实验，即D，最后数据处理，分析解释表达式，最后整理仪器；即AEFG。所以先后顺序为CBDAEFG；
1．“探究弹簧弹力和伸长量的关系”的实验：(1)多选)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．用直尺测得的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，得出拉力与弹簧的伸长量之比相等
(2)某同学先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用刻度尺测出弹簧的原长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图中的(　　)
 解析：(1)本实验中应以所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，来探究弹力与弹簧伸长量的关系，A、B正确，C、D错误。(2)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。
　　　　　(2021·四川成都外国语学校高一月考)某同学在做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，所用实验装置如图甲所示，所用的钩码每只质量都是30 g。他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，并将数据填在下表中。实验中弹簧始终未超过弹性限度，取g＝10 m/s2。试根据这些实验数据在如图所示的坐标系中作出弹簧所受弹力大小与弹簧总长度之间的函数关系的图线如图乙。则：
(1)写出该图线的数学表达式F＝____________ N；(2)图线与横轴的交点的物理意义是____________；(3)该弹簧的劲度系数k＝______ N/m；(4)图线延长后与纵轴的交点的物理意义是_____________________ _________________。
弹簧被压缩1 cm时的　
解析：描点作图，图像如图所示。
 (1)由图像可以得出图线的数学表达式为F＝(30L－1.8)N；(2)图线与横轴的交点表示，弹簧所受弹力F＝0时弹簧的长度，即弹簧的原长；(3)图线的斜率即为弹簧的劲度系数k＝30 N/m；(4)图线延长后与纵轴的交点表示弹簧长度为5 cm时的弹力，此时弹簧被压缩了1 cm，即表示弹簧被压缩1 cm时的弹力为0.3N。
思维升华：图像法处理实验数据时的注意事项(1)连线时要注意使尽可能多的点落在所连的图线上，不在图线上的点要大致均匀地分布在图线的两侧。(2)图线的斜率是纵轴物理量的变化量与横轴物理量的变化量的比值。(3)要灵活运用数学知识，即数形结合，理解图线斜率和截距的物理意义。
2．(2021·河南平顶山市高一期末)某同学用如图1所示的装置测弹簧的劲度系数k。他先将待测水平弹簧的一端固定，另一端通过细绳跨过轻质定滑轮后悬挂钩码，然后将毫米刻度尺平行放在弹簧的一侧，并使弹簧另一端的指针恰好指在刻度尺上。
(1)当弹簧处于原长时，指针指示的刻度如图2所示。弹簧下端挂120 g的钩码时，指针指示刻度数值如图3所示，其读数为________cm，重力加速度g取10 m/s2，可求得该弹簧的劲度系数为______N/m；
(2)该同学在实验中，分别使用两根不同的轻质弹簧a和b，得到弹力F与弹簧长度l的图像如图4所示，通过图像可以得到，弹簧a的劲度系数为_______N/m，弹簧b的原长为______cm。
1．(2021·青海海东市高一期末)原长为15 cm的轻弹簧，竖直悬挂一个100 g的钩码，平衡时弹簧的长度变为17 cm；现在钩码下端再挂一个同样的钩码，已知弹簧仍处于弹性限度内，取重力加速度大小g＝10 m/s2。弹簧再次平衡时，下列说法正确的是(　　)A．弹簧共伸长了4 cmB．弹簧的长度变为34 cmC．弹簧的劲度系数为0.5N/mD．弹簧的劲度系数为100 N/m
2．(2021·浙江温州市高一期末)如图所示为某一轻质弹簧的弹力F大小与长度l的关系图像，由图可得该弹簧(　　)A．原长为5 cmB．劲度系数为2 N/mC．伸长量为15 cm时，弹力大小为10 ND．长度为12 cm时，弹力大小为4 N
 解析：图像不过原点，图像的横截距就表示弹簧的原长，由图可知l甲>l乙。根据图像斜率表示弹簧的劲度系数，则有k甲>k乙，则用甲、乙两根弹簧制成弹簧测力计测量同一个力时，劲度系数越小的，形变量越大，则乙弹簧的形变量更大。
4．(2021·沙坪坝区重庆一中高一期末)一个实验小组做“探究弹簧弹力与弹簧伸长量关系”的实验，采用如图甲所示装置，弹簧本身质量不计。小组成员先将弹簧竖直悬挂并测出其原长，然后在弹簧下端挂一个小盘，在小盘中逐渐地增添砝码。记录下所加砝码的重力和相应弹簧的长度的数据。根据所测得的多组数据。实验小组作出盘中砝码重力F随弹簧伸长量x变化的图像如图乙所示。
 (1)关于实验操作，下列说法中错误的是______。A．在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态B．记录各组实验数据时应在小盘静止稳定后进行C．为获得尽可能多组实验数据，盘中所加砝码越多越好(2)利用图像乙，可求得该弹簧的劲度系数为_______N/m。(3)根据图像乙中的信息，______(填“能”“不能”)算出小盘的重量。
5．(2021·四川宜宾市高一期末)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根轻质弹簧如图1连接起来进行探究。
(1)某次测量如图2，指针示数为_________cm；(2)在弹性限度内，将50 g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数LA和LB如下表。用表中数据计算弹簧I的劲度系数k1＝________ N/m，弹簧I的劲度系数k1________弹簧II的劲度系数k2(选填“大于”“等于”或“小于”)(重力加速度g＝10 m/s2，结果保留三位有效数字)。