高中物理 第三章 研究物体间的相互作用 实验 探究弹力与弹簧伸长量的关系学案 粤教版必修1-粤教版高一必修1物理学案

实验 探究弹力与弹簧伸长量的关系[学习目标] 1.探究弹力与弹簧伸长量之间的关系.2.学会利用列表法、图象法、函数法处理实验数据.3.能根据 F－x、F－L 图象求出弹簧的劲度系数.一、实验目的1.探究弹力与弹簧伸长量之间的关系.2.学会利用列表法、图象法、函数法处理实验数据.3.能根据 F－x、F－L 图象求出弹簧的劲度系数.二、实验器材弹簧、刻度尺、钩码、铁架台.三、实验原理1.如图 1 甲所示，在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码受到的重力大小相等 . 如图乙，弹簧的原长与挂上钩码后弹簧的长度可以用刻度尺测出，其伸长量 x 可以用弹簧的长度减去弹簧的原长来求得.图 12.建立平面直角坐标系，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，用平滑曲线连接起来，根据实验所得的图象，就可探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系.四、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.图 22.如图 2 所示，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，测出对应的弹簧长度，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 － L 0)和弹簧受到的拉力 F(F＝mg)，并将数据填入表格.1234567F/N0L/cmx/cm0五、数据处理1.建立直角坐标系，以 F 为纵轴、x 为横轴，根据测量数据用描点法作图.连接各点得出 F 随弹簧伸长量 x 变化的图线.2.以弹簧的伸长量为自变量，写出图线所代表的函数.首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数.3.得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义.六、误差分析1.本实验误差的主要来源为读数和作图时的偶然误差.为了减小误差，要尽量多测几组数据.2.弹簧竖直悬挂时，未考虑弹簧自身重力的影响会带来系统误差.为了减小该系统误差，实验中应使用轻质弹簧.一、实验原理及操作例 1 以下是某同学所进行的“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验步骤：(1)将一个弹簧的上端固定在铁架台上，竖直悬挂起来，在弹簧下挂一个钩码，记下钩码的质量 m1，此时弹簧平衡，弹力大小为 F1＝m1g，并用刻度尺测量出此时弹簧的长度 L1，并记录到表格中.(2)再增加钩码，重复上述的操作，得到多组数据.(3)以力 F 为纵坐标，以弹簧长度 Lx为横坐标，...