《科學(xué)探究：彈力》相互作用PPT(第2課時(shí)探究彈簧彈力的大小與伸長(zhǎng)量的關(guān)系)
第一部分內(nèi)容：明確原理
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1．探究彈簧彈力大小與伸長(zhǎng)量的關(guān)系．
2．了解彈簧測(cè)力計(jì)的工作原理．
二、實(shí)驗(yàn)器材
鐵架臺(tái)、彈簧、毫米刻度尺、鉤碼若干、坐標(biāo)紙．
三、實(shí)驗(yàn)原理與設(shè)計(jì)
1．如圖1所示，在彈簧下端懸掛鉤碼時(shí)彈簧會(huì)伸長(zhǎng)，由二力平衡知識(shí)可知，平衡時(shí)彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等．
2．通過改變懸掛鉤碼的個(gè)數(shù)來改變彈簧彈力的大小，彈簧的長(zhǎng)度可用刻度尺直接測(cè)出，伸長(zhǎng)量可以由拉長(zhǎng)后的長(zhǎng)度減去彈簧原來的長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算．
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1．安裝實(shí)驗(yàn)裝置，如圖2所示，記下彈簧下端不掛鉤碼時(shí)所對(duì)應(yīng)的刻度l0.
2．在彈簧下端懸掛一個(gè)鉤碼，平衡時(shí)記下彈簧的總長(zhǎng)度l1并記下鉤碼的質(zhì)量m1.
3．增加鉤碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)步驟2，并計(jì)算出每次彈簧的伸長(zhǎng)量x和彈簧彈力F，將數(shù)據(jù)填入表格．
五、數(shù)據(jù)分析
1．以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標(biāo)，以彈簧的伸長(zhǎng)量x為橫坐標(biāo)，用描點(diǎn)法作圖．連接各點(diǎn)，得出彈力F隨彈簧伸長(zhǎng)量x變化的圖線，如圖3所示．
2．以彈簧伸長(zhǎng)量為自變量，寫出彈力和彈簧伸長(zhǎng)量之間的函數(shù)關(guān)系，函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)即為彈簧的勁度系數(shù)，這個(gè)常數(shù)也可據(jù)F－x圖線的斜率求解，k＝ΔFΔx.
六、注意事項(xiàng)
1．所掛鉤碼不要過重，以免彈簧被過分拉伸，超出它的彈性限度．
2．每次所掛鉤碼的質(zhì)量差盡量大一些，從而使坐標(biāo)上描的點(diǎn)盡可能稀一些，這樣作出的圖線精確．
3．測(cè)彈簧長(zhǎng)度時(shí)，一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時(shí)測(cè)量，刻度尺要保持豎直并靠近彈簧，以免增大誤差．
4．描點(diǎn)畫線時(shí)，所描的點(diǎn)不一定都落在一條直線上，但應(yīng)注意一定要使各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)．
5．記錄數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力及彈簧伸長(zhǎng)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系及單位．
七、誤差分析
由于彈簧原長(zhǎng)及伸長(zhǎng)量的測(cè)量都不便于操作，存在較大的測(cè)量誤差，另外由于彈簧自身的重力的影響，即當(dāng)未放重物時(shí)，彈簧在自身重力的作用下，已經(jīng)有一個(gè)伸長(zhǎng)量，這樣所作圖線往往不過原點(diǎn)．
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科學(xué)探究彈力PPT，第二部分內(nèi)容：典例解讀
實(shí)驗(yàn)原理及操作
如圖甲所示，用鐵架臺(tái)、彈簧和多個(gè)已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系．
(1)為完成實(shí)驗(yàn)，還需要的實(shí)驗(yàn)器材有：________．
(2)實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量有：______________________________________________.
(3)圖乙是彈簧彈力F與彈簧伸長(zhǎng)量x的F－x圖線，由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為________ N/m.圖線不過原點(diǎn)是由于________________．
(4)為完成該實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
A．以彈簧伸長(zhǎng)量為橫坐標(biāo)，以彈力為縱坐標(biāo)，描出各組(x，F(xiàn))對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，并用平滑的曲線連接起來；
B．記下彈簧不掛鉤碼時(shí)其下端在刻度尺上的刻度l0；
C．將鐵架臺(tái)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；
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及誤差分析
(2019•安徽滁州高一期末)某實(shí)驗(yàn)小組做“探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)，先把彈簧平放在桌面上，用直尺測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)L0＝4.6 cm，再把彈簧豎直懸掛起來，在下端掛鉤碼，每增加一只鉤碼記下對(duì)應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度L，數(shù)據(jù)記錄如下表所示：
(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖中作出F－L圖線；
(2)由此圖線可得，該彈簧勁度系數(shù)k＝________N/m；
(3)圖線與L軸的交點(diǎn)坐標(biāo)大于L0的原因是_____________________________________.
實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新
(2019•四川棠湖中學(xué)高一期末)用如圖所示的裝置測(cè)定彈簧的勁度系數(shù)，被測(cè)彈簧一端固定于A點(diǎn)，另一端用細(xì)線繞過定滑輪掛鉤碼，旁邊附有一豎直放置的厘米刻度尺．當(dāng)掛兩個(gè)鉤碼時(shí)，線上一定點(diǎn)P對(duì)應(yīng)的刻度線如圖中的ab虛線所示，當(dāng)掛三個(gè)鉤碼時(shí)，線上一定點(diǎn)P對(duì)應(yīng)的刻度線如圖中的cd虛線所示．已知每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為50 g，重力加速度g＝9.8 m/s2.ab虛線處刻度尺讀數(shù)是d1＝______m；則被測(cè)彈簧的勁度系數(shù)為________N/m.
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