《探究弹力和弹簧伸长的关系》课件.ppt
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二、实验原理
1.如图2-4-1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。
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
中描出各点(x,F),然后用平滑的曲线连结起来,根据实验所得的图线,就可探知弹力大小与伸长量之间的关系。 ; 1.如图2-4-2所示,将铁架台放于桌面上(固定好),将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上,在挨近弹簧处将刻度尺(最小分度为mm)固定于铁架台上,并用重锤线检查刻度尺是否竖直。
2.记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度L0。
3.在弹簧下端挂上一个钩码,待钩码静止后,
记下弹簧下端所对应的刻度L1。 ; 4.用上面方法,记下弹簧下端挂2个、3个、4个…钩码时,弹簧下端所对应的刻度L2、L3、L4…,并将所得数据记录在表格中。
5.用xn=Ln-L0计算出弹簧挂1个、2个、3个…钩码时弹簧的伸长量,并根据当地重力加速度值g,计算出所挂钩码的总重量,这个总重量就是弹簧弹力的大小,将所得数据填入表格。
6.在坐标纸上建立坐标系,以弹力为纵坐标,弹簧伸长量为横坐标,描出每一组数据(x,F)所对应的点。
7.根据所描各点的分布与走向,作出一条平滑的曲线(不能画成折线)。
8.以弹簧伸长量为自变量,弹力大小为因变量,写出曲线所代表的函数。首先尝试写成一次函数的形式,如果不行,写成二次函数的形式或其他形式。
9.研究并解释函数表达式中常数的物理意义。; 五、注意事项
1.安装时,要保持刻度尺竖直并靠近弹簧。
2.实验时,要尽量选择长度较大、匝数较多,但软硬程度(劲度系数)适中的弹簧,以每挂一个钩码(20 g)弹簧伸长量增大1~2 cm为宜。
3.读取弹簧下端所对应的刻度时,要用三角板,并且视线垂直于刻度,力求读数准确,并且要等钩码静止时,再读数。
4.实验中悬挂钩码时注意不要太多,以免弹簧被过分拉伸,超过弹簧的弹性限度。
5.要使用轻质弹簧,且要尽量多测几组数据。
6.建立坐标系时,要选择合适标度,以使所画曲线占据整个坐标纸。
7.画图线时,不一定要让所有各点都正好在曲线上,但应注意使曲线两侧的点大致相同,偏离太远的点要舍弃。; 在物理学中经常用图象处理物理问
题,要特别注意:①图线斜率的意
义(或曲线切线斜率的意义);②图线与纵轴横轴交点的物理意义。; 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)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来改变对弹簧的拉力,以探究弹力与弹簧伸长的关系,并且拉力和重力平衡,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。;【例2】在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系” 的实验中,甲、乙两位同学
选用不同的橡皮绳代替弹簧。为测量橡皮绳的劲度系数,他们在橡皮绳
下端依次逐个挂上钩码(每个钩码的质量均为m=0.1 kg,取g=10 m/s2),
并记录绳下端的坐标X加i,然后逐个拿下钩码,同样记录绳下端的坐标
X减i,绳下端坐标的平均值Xi=(X加i-X减i)/2的数据如下表:(下标i表示挂在
绳下端钩码个数);(1)小于 (2)乙 (3)63 N/m (4)见解析;1.做“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验步骤如下:
A.以弹簧伸长量为横坐标,以弹力大小为纵坐标,描出各组数据(x,F)对
应的点,并用平滑的曲线连结起来;
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(也可在横梁的另一侧挂上一定的配重),并将弹
簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一刻度尺;
D.依次在弹簧下端挂上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x为自变量,写出弹力大小F与伸
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