3.2(第2课时)实验:探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系ppt课件
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3.2(第2课时)实验:探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系ppt课件
1、第二节 第2课时实验:探究弹簧弹力与形变量的关系 第三章 相互作用 学习目标 1.进一步练习使用弹簧测力计。 2.制定科学探究方案,会使用弹簧测力计获取实验数据。 3.能根据实验数据探究出弹簧弹力与形变量的定量关系。 一、实验目的 1.知道科学探究的过程,探究弹簧_和弹簧形变量的关系。 2.会利用列表法、图像法、函数法处理实验数据。 二、实验器材 铁架台(带横杆)、_、重垂线、轻弹簧、钩码若干、坐标纸、 铅笔等。 知识梳理 弹力 毫米刻度尺 三、实验原理与设计 1.基本思想:_平衡。 2.实验原理:(1)弹簧弹力F的测量。 如图,弹簧下端悬挂静止的钩码处于平衡状态,根据_平衡条件 可知:弹力的
2、大小与所挂钩码的重力的大小相等,即F=mg。 二力 二力 (2)弹簧伸长量x的测量。 弹簧的原长l0与挂上钩码后弹簧的长度l可用_测出 , 弹簧的伸长量x=_。 刻度尺 l-l0 (3)图像法分析数据。 以弹簧受到的弹力F为纵轴,弹簧伸长的长度x为横轴,建立平面直角 坐标系。在如图_上描点,作出F-x图像,探究实验结论。 坐标纸 实验过程探究学习 实验步骤 1.测原长: 如图,把弹簧上端固定在铁架台的横 杆上,观察弹簧自由下垂所达到的刻 度尺位置。用刻度尺测出弹簧自然伸 长状态时的长度l0,即原长。 2.测量弹簧总长度和弹力:在弹簧下端挂上质量为m1的钩码,测出静 止时弹簧的长度l1,记录m1
3、和l1。 3.重复实验:改变所挂钩码的质量,量出对应的弹簧长度,记录m2、 m3、和相应的弹簧长度l2、l3、,填入表中。 钩码质量m弹簧长度l伸长量x弹力F m1l1x1F1 m2l2x2F2 m3l3x3F3 思考:所挂钩码的个数为什么不能太多? 钩码过重,超出弹簧的弹性限度。 数据收集与分析 1.作图: 以弹簧受到的弹力F为纵轴,弹 簧伸长的长度x为横轴,根据表中的数据在 坐标上描点,按照各点的分布和走向,尝试 作一条平滑的曲线(包括直线),弹力F随弹 簧伸长量x变化的图线如图。根据图线可知 ,弹簧发生弹性形变时,弹力F的大小跟弹 簧的伸长量x成正比。 2.计算弹簧的劲度系数: 以弹簧伸
4、长量为自变量,写出弹力和弹簧伸长量之间的函数关系 ,则有F=kx,其中常数k为弹簧的劲度系数,大小等于F-x图像的斜 率,即k= 。 思考:某同学所作的实验图像如图, 图像上端为什么会变成曲线? 提示:弹簧形变过大,超过弹簧的弹 性限度后,弹力和伸长量不再成正 比。 产生原因减小方法 系统 误差 弹簧自身重力选轻质弹簧 钩码标值不准确用弹簧秤测量比较后选用 偶然 误差 弹簧拉力大小不稳定稳定后再读数 弹簧长度测量不准确固定刻度尺,多次测量 描点、作图不准确 坐标轴的标度尽量大些,尽量多的点 落在线上或均匀分布于线的两侧 误差分析 思考:测量弹簧长度时,刻度尺为什么要靠近弹簧? 靠近弹簧,减小读数误差。 谢谢 观观看 谢谢