高中物理 第3章 实验：探究弹力与弹簧伸长量的关系学案3 沪科版必修1-沪科版高一必修1物理学案VIP专享

实验：探究弹力与弹簧伸长量的关系[学习目标定位] 1.探究弹力与弹簧伸长量之间的关系.2.学会利用图像法处理实验数据.3.能根据 F－x、F－l 图像求出弹簧的劲度系数．一、实验原理1．如图 1 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．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原长来求得．图 12．建立直角坐标系，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，作出弹簧弹力 F 与弹簧伸长量 x 的关系图像，根据实验所得的图像，就可探知弹力大小与弹簧伸长量之间的关系．二、实验器材轻弹簧、钩码(一盒)、刻度尺、铁架台.一、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．2．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.图 23．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－l0)和弹簧受到的拉力 F(F＝mg)，并将数据填入表格.1234567F/N0l/cmx/cm0二、数据处理11．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，写出曲线所代表的函数．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．三、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．四、注意事项1．实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免超出弹簧的弹性限度．2．测量长度时，应区别弹簧原长 l0、实际长度 l 及伸长量 x 三者之间的不同，明确三者之间的关系．3．记录数据时要注意弹力及伸长量的对应关系及单位．4．描点作图时，应使尽量多的点落在画出的线上，可允许少数点分布于线两侧，描出的线不应是折线，而应是平滑的曲线或直线．5．尽量选轻质弹簧以减小弹簧自身重力带来的影响．例 1 某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系．(1)将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧...