1、物理必修1- 3.2 彈力(3)彈力與形變量的關系課型： 高一 班 姓名： 日期： 2014-12-16 編號：NO. 主編: 宋 磊 修訂： 審核： 【實驗目的】1探究彈力和彈簧伸長之間的關系。 2學會利用圖象法處理實驗數據。 【學習考點】學習重難點：1.實驗中注意事項、誤差分析。 2.實驗數據的處理。 高考考綱考點：實驗中借助圖像處理實驗數據的方法。注意事項、誤差分析。一、實驗原理1下圖所示，在彈簧下端懸掛鉤碼時彈簧會伸長，平衡時彈簧產生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等。2彈簧的長度可用刻度尺直接測出，伸長量可以由拉長后的長度減去彈簧原來的長度進行計算。這樣就可以研究彈簧的彈力和彈

2、簧伸長量之間的定量關系了。二、實驗器材鐵架臺、彈簧、毫米刻度尺、鉤碼若干、三角板、坐標紙、重垂線、鉛筆。三、實驗步驟1下圖所示，將鐵架臺放在桌面上(固定好)，將彈簧的一端固定于鐵架臺的橫梁上，讓其自然下垂，在靠近彈簧處將刻度尺(分度值為1 mm)固定于鐵架臺上，并用重垂線檢查刻度尺是否豎直。2用刻度尺測出彈簧自然伸長狀態時的長度l0，即原長。3如上圖所示，在彈簧下端掛質量為m1的鉤碼，量出此時彈簧的長度l1，記錄m1和l1，填入自己設計的表格中。四、數據處理1以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標，以彈簧的伸長量x為橫坐標，用描點法作圖。連接各點，得出彈力F隨彈簧伸長量x變化的圖線。2以彈

3、簧的伸長量為自變量，寫出曲線所代表的函數。首先嘗試一次函數，如果不行則考慮二次函數。3得出彈力和彈簧伸長之間的定量關系，解釋函數表達式中常數的物理意義。五、誤差分析1本實驗的誤差來源之一是因彈簧拉力大小的不穩定造成的，因此，使彈簧的懸掛端固定，另一端通過懸掛鉤碼來充當對彈簧的拉力，可以提高實驗的精確度。2彈簧長度的測量是本實驗的主要誤差來源，所以，測量時盡量精確地測量彈簧的長度。3在Fx圖象上描點、作圖不準確。六、注意事項1每次增減鉤碼測量有關長度時，均需保證彈簧及鉤碼不上下振動而處于靜止狀態，否則，彈簧彈力將可能與鉤碼重力不相等。2彈簧下端增加鉤碼時，注意不要超過彈簧的彈性限度。3測量有關長

4、度時，應區別彈簧原長l0、實際總長l及伸長量x三者之間的不同，明確三者之間的關系。4建立平面直角坐標系時，兩軸上單位長度所代表的量值要適當，不可過大，也不可過小。5描線的原則是，盡量使各點落在描畫出的線上，少數點分布于線兩側，描出的線不應是折線，而應是光滑的曲線。七、實驗改進在“探究彈力和彈簧伸長的關系”的實驗中，也可以不測量彈簧的自然長度，而以彈簧的總長作為自變量，彈力為函數，作出彈力與彈簧長度的關系圖線。這樣可以避免因測彈簧的自然伸長而帶來的誤差。命題研究一、實驗原理及誤差分析【題例1】 (2012·山東臨沂模擬)下圖甲所示，用鐵架臺、彈簧和多個已知質量且質量相等的鉤碼探究在彈性

5、限度內彈簧彈力與彈簧伸長量的關系。甲 乙(1)為完成實驗，還需要的實驗器材是：_。(2)實驗中需要測量的物理量有：_。(3)圖乙是彈簧彈力F與彈簧伸長量x的Fx圖線，由此可求出彈簧的勁度系數為_N/m。圖線不過原點的原因是由于_(4)為完成該實驗，設計的實驗步驟如下：A以彈簧伸長量為橫坐標，以彈力為縱坐標，描出各組(x，F)對應的點，并用平滑的曲線連接起來；B記下彈簧不掛鉤碼時其下端在刻度尺上的刻度l0；C將鐵架臺固定于桌子上，并將彈簧的一端系于橫梁上，在彈簧附近豎直固定一把刻度尺；D依次在彈簧下端掛上1個、2個、3個、4個鉤碼，并分別記下鉤碼靜止時彈簧下端所對應的刻度，并記錄在表格內，然后取

6、下鉤碼；E以彈簧伸長量為自變量，寫出彈力與伸長量的關系式。首先嘗試寫成一次函數，如果不行，則考慮二次函數；F解釋函數表達式中常數的物理意義；G整理儀器。請將以上步驟按操作的先后順序排列出來：_。命題研究二、實驗數據處理【題例2】(2011·安徽理綜)為了測量某一彈簧的勁度系數，將該彈簧豎直懸掛起來，在自由端掛上不同質量的砝碼。實驗測出了砝碼質量m與彈簧長度l的相應數據，其對應點已在圖上標出。(g9.8 m/s2)(1)作出ml的關系圖線；(2)彈簧的勁度系數為_ N/m。基礎題1(2012·遼寧本溪一中、莊河高中期末)一個實驗小組在“探究彈力和彈簧伸長的關系”的實驗中，使用兩條不同的輕質彈簧a和b，得到彈力與彈簧長度的圖象。下圖所示，下列表述正確的是( )Aa的原長比b的長Ba的勁度系數比b的大Ca的勁度系數比b的小D測得的彈力與彈簧的長度成正比2 (2012·廣東深圳調研)某同學利用下圖甲裝置做“探究彈簧彈力大小與其長度的關系”的實驗。 (1)在安裝刻度尺時，必須使刻度尺保持_狀態。(2)他通過實驗得到下圖乙所示的彈力大小F與彈簧長度x的關系圖線。由此圖線可得該彈簧的原長x0_cm，勁度系數k_N/m。(3)他又利用本實驗原理把該彈簧做成一把彈簧測力計，當彈簧測力計上的示數下圖丙所示時，該彈簧的長度x_cm。3在“探究彈力和彈簧