人教版 (2019)必修 第一册1 重力与弹力课文配套课件ppt

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1.实验器材。2.实验原理。3.实验步骤。4.数据处理向。5.注意事项
探究弹簧弹力与形变量的关系
弹力的大小手压弹簧、手有什么感觉？
1、弹力大小与形变量有什么关系？
定性结论：弹簧的伸长量越大，弹簧弹力越大。
2、什么是弹簧的形变量？
基本概念：1.弹簧的原长：弹簧两端既不受拉力也不受压力时的长 度，又称为弹簧的自然长度；2.弹簧的现长：弹簧两端受拉力或受压力时的长度；
二. 实验：探究弹簧弹力与形变量的关系
(一)实验目的：探究弹力和弹簧伸长的定量关系
弹力大小与弹簧的伸长量成正比
￭实验中需要测量哪些物理量？￭什么样的实验装置能方便测量这些物理量？￭用什么测量工具，如何进行测量？￭如何处理测量得到的数据？
1．弹簧的弹力F的测量：弹簧下端悬挂的钩码静止时，弹力大小与所挂钩码的重力大小相等，即F＝mg． 2．弹簧的伸长量x的确定：弹簧的原长l0与挂上钩码后弹簧的长度l可以用刻度尺测出，弹簧的伸长量x＝l－l0． 3．作出弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系图象，根据图象可以分析弹簧弹力和弹簧伸长量的关系．
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，即原长l0． 2．在弹簧下端挂质量为m1的钩码，测出此时弹簧的长度l1，记录m1和l1． 3．改变所挂钩码的质量，重复步骤2，记录m2、m3、m4、m5、…和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5、…． 4．计算出每次弹簧的伸长量x(x＝l－l0)和弹簧受到的拉力F(F＝mg)，并将数据填入表格．
弹簧原长L0= 15.78 cm g=9.8N/kg
(六)数据分析，得出结论
弹力大小与弹簧伸长量成正比
这个结果具有普遍性吗？
x-------形变量
K-------比例系数 单位:N/m
1．偶然误差：由于读数和作图不准产生的误差，为了减小偶然误差要尽量多测几组数据．
2．系统误差：弹簧竖直悬挂时未考虑弹簧重力的影响产生的误差，为减小系统误差，应使用较轻的弹簧．
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．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． 3．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． 4．记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位．
胡克（Rbert Hke， 1635-1703）
三.胡克定律： 在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度成正比，即：F=kx。
K-------比例系数 由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定。单位:N/m
ΔF = kΔx (Δx为弹簧的形变量的变化量)
1、胡克定律： 在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度成正比。
2、公式： F ＝ k x (x为弹簧的形变量) ΔF = kΔx (Δx为弹簧的形变量的变化量) ΔF = kΔl (Δl为弹簧长度的变化量)
其中：F ——弹簧的弹力 ΔF ——弹簧的弹力的变化量 k ——弹簧的劲度系数，由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定。k的单位是牛顿每米，符号N/m或者牛顿每厘米，符号N/cm.
1．在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中关于操作步骤先后顺序，下列说法正确的是（ ）A. 先测量原长，后竖直悬挂B. 先竖直悬挂，后测量原长C. 先后顺序对实验结果无影响D. 先后顺序对实验结果的影响程度取决于弹簧的自重
【答案】BD【详解】在此实验中，由于要考虑弹簧的重力对实验的影响，所以必须先竖直悬挂，然后测量原长，所以先后顺序对实验结果的影响程度取决于弹簧的自重。故选BD。【答案】BD
2．在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验中 (1)以下是小明同学准备完成的实验步骤，请你帮他按操作的先后顺序， 用字母排列出来：______A．以弹力为横坐标，以弹簧伸长量为纵坐标，用描点法作出实验图象；B．记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度L0；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刻度尺；D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个…钩码，当钩码静止时，记下弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内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F．解释函数表达式中常数的物理意义 (2)小华同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示的图象，根据图象，可计算得到两个弹簧的劲度系数分别为k甲=______N/m，k乙=______N/m（结果取3位有效数字） (3)从图象上看，图象上端为曲线，说明该同学没能完全按实验要求做，图象上端成为曲线是因为______，若要制作一个精确度较高的弹簧秤，应选弹簧______（选填“甲”或“乙”）
3. 【答案】(1)CBDAEF； (2)66.7； 200；(3)弹力过大超过弹簧弹性限度；甲 【详解】（1）根据实验过程可知，实验中先组装器材，即CB，然后进行实验，即D，最后数据处理，即AEF．所以先后顺序为CBDAEF． （2）劲度系数为：KA=N/m=66.7N/m，KB=N/m=200N/m （3）向上弯曲的原因是弹力过大，超过弹簧弹性限度，注意该图象中纵坐标为伸长量，横坐标为拉力，斜率的倒数为劲度系数， 从图象上可以看出甲的斜率大于乙的斜率，所以甲的劲度系数较小，因此其精度高．所以应选弹簧甲．
3.在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧按如图甲连接起来进行探究。（1）某次测量如图乙所示，指针示数为________cm. （2）在弹性限度内，将50g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数LA和LB如下表所示。用表中数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为________N/m（重力加速度g=10m/s2）。由表中数据________（填“能”或“不能”）计算出弹簧Ⅱ的劲度系数。
【答案】（1） 16.00（有效数字位数正确，15.95～16.05均可）；（2） 12.5（12.2～12.8均可）；能【详解】(1)刻度尺读数需要估读到精确度的下一位，从题图乙可知指针示数为16.00cm，考虑到误差范围，15.95～16.05cm均算对。(2)由胡克定律F=kΔx，结合表格数据可知弹簧Ⅰ的考虑误差范围情况下12.2～12.8N/m均算正确。对于计算弹簧Ⅱ的劲度系数，只需要测出弹簧Ⅱ的形变量，结合两个指针的读数，可知指针B的示数变化量减去指针A的示数变化量，就是弹簧Ⅱ的形变量，所以能求出弹簧Ⅱ的劲度系数。
4．（1）某次研究弹簧所受弹力与弹簧长度L关系实验时得到如下图所示的F-L图像，由图像可知：弹簧原长L0=______cm，求得弹簧的劲度系数k=______N/m。 （2）按如图的方式挂上钩码（已知每个钩码重），使（1）中研究的弹簧压缩。稳定后指针指示如图所示，则指针所指刻度尺示数为________。由此可推测图乙中所挂钩码的个数为________个。
【答案】（1）3.0 ；200；（2）1.50 ；3【详解】（1）当弹簧弹力为零，弹簧处于自然状态，由图知原长为 L0=3.0cm由知图线的斜率为弹簧的劲度系数，即（2）由题图可知，指针所指刻度尺示数为设钩码个数为n，由胡克定律得解得
1. 在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，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“探究弹力与弹簧伸长量的关系”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，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（　　）A. B. C. D.
3.某同学利用如图甲装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。 (1)在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持___________状态。 (2)他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长___________，劲度系数___________。 (3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图丙所示时，该弹簧的伸长量为___________。