实验：探究弹力和弹簧伸长的关实验：探究弹力和弹簧伸长的关系系 核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练课前自主学案课前自主学案知能优化训练知能优化训练实实验：验：探探究究弹弹力力和和弹弹簧簧伸伸长长的的关关系系课前自主学案课前自主学案【实验目的目的】1探究探究弹力和力和弹簧伸簧伸长的定量关系的定量关系2学学会会利利用用图象象研研究究两两个个物物理理量量之之间的的关关系系的方法的方法【实验原理原理】1如如图361所所示示，弹簧簧在在下下端端悬挂挂钩码时会会伸伸长，平平衡衡时弹簧簧产生生的的弹力力与与所所挂挂钩码的的重力大小相等重力大小相等图3612用用刻刻度度尺尺测出出弹簧簧在在不不同同的的钩码拉拉力力下下的的伸伸长量量x，建建立立坐坐标系系，以以纵坐坐标表表示示弹力力大大小小F，以以横横坐坐标表表示示弹簧簧的的伸伸长量量x，在在坐坐标系系中中描描下下实验所所测得得的的各各组(x，F)对应的的点点，用用平平滑滑的的曲曲线连接接起起来来，根根据据实验所所得得的的图线，就可探究，就可探究弹力大小和伸力大小和伸长量量间的关系的关系【实验器材器材】轻质弹簧簧(一一根根)，钩码(一一盒盒)，刻刻度度尺尺，铁架架台，重垂台，重垂线，坐，坐标纸，三角板，三角板【实验步步骤】1将将弹簧簧的的一一端端挂挂在在铁架架台台上上，让其其自自然然下下垂垂，用用刻刻度度尺尺测出出弹簧簧自自然然伸伸长状状态时的的长度度l0，即原，即原长2如如图362所所示示，将将已已知知质量量的的钩码挂挂在在弹簧簧的的下下端端，在在平平衡衡时测出出弹簧簧的的总长并并计算算钩码的重力，填写在的重力，填写在记录表格里表格里图3623改改变所所挂挂钩码的的质量量，重重复复上上步步的的实验过程多次程多次.12345F/NL/cmx/cm核心要点突破核心要点突破图363二、二、误差分析差分析1由由于于弹簧簧原原长及及伸伸长量量的的测量量都都不不便便于于操操作，故存在作，故存在较大的大的测量量误差差2由于由于弹簧自身的重力的影响造成簧自身的重力的影响造成误差差3当当未未放放重重物物时，弹簧簧在在自自身身重重力力的的作作用用下下，已已经有有一一个个伸伸长量量，这样在在作作图线时，图线与与x轴有一截距有一截距三、注意事三、注意事项1所挂所挂钩码不要不要过重，以免重，以免弹簧被簧被过分拉伸，分拉伸，超出它的超出它的弹性限度性限度2每每次次所所挂挂钩码的的质量量差差尽尽量量大大一一些些，从从而而使使在在坐坐标上上描描的的点点尽尽可可能能稀稀一一些些，这样作作出出的的图线精确精确3测弹簧簧长度度时，一一定定要要在在弹簧簧竖直直悬挂挂且且处于于平平衡衡状状态时测量量，刻刻度度尺尺要要保保持持竖直直并并靠靠近近弹簧，以免增大簧，以免增大误差差4描描点点画画线时，所所描描的的点点不不一一定定都都落落在在一一条条曲曲线上上，但但应注注意意一一定定要要使使各各点点均均匀匀分分布布在在曲曲线的的两两侧5记录数数据据时要要注注意意弹力力及及弹簧簧伸伸长量量的的对应关系及关系及单位位课堂互动讲练课堂互动讲练数据处理数据处理类型类型例例例例下下表表是是某某同同学学为探探索索弹簧簧的的弹力力和和伸伸长的的关系所关系所测的几的几组数据数据.弹力力F/N0.51.01.52.02.5伸伸长x/cm2.305.086.899.8012.40(1)请你你在在图364中中的的坐坐标纸上上作作出出Fx图线图364(2)写出曲写出曲线所代表的函数式所代表的函数式(3)解解释函数表达式中常量的物理意函数表达式中常量的物理意义【精精讲精精析析】(1)根根据据表表中中数数据据描描点点，按按照照图中中各各点点的的分分布布与与走走向向，应作作出出一一条条直直线，使使直直线两两侧的的点点数数大大致致相相同同这样可可以以减减少少偶偶然然误差，如差，如图365所示所示图365(2)设直直线斜斜率率为k，由由数数学学知知识知知，Fkxc.在在直直线上上取取较远的的两两点点(可可以以减减小小误差差)，如如点点(9.80,2.0)与与 (2.30,0.5)， 并并 代代 入入 上上 式式 得得 k 0.2N/cm，c0.04 N，所所以以函函数数表表达达式式为：F(0.2x0.04)N.(3)由由Fkxc知知，当当x0时，Fc，因因此此，式式中中常常量量c表表示示弹簧簧的的重重力力为0.04N若若忽忽略略弹簧簧的的重重力力，则Fkx.因因此此，式式中中常常数数kF/x表表示示使使弹簧簧形形变单位位长度度时弹簧簧的的弹力力，即即劲度度系系数数【答案答案】见精精讲精析精析【方方法法总结】要要根根据据所所给坐坐标纸合合理理选取取x、F两两轴标度度，使使得得所所得得图线尽尽量量分分布布在在坐坐标纸较大大的的空空间位位置置，以以便便减减小小误差差，这是是作作图象象的的最最基基本本要要求求据据所所给实验数数据据描描点点，然然后后作作出出平平滑滑曲曲线(或或直直线)，注注意意所所画画的的线不不一一定定过所所有有点点，原原则是是应尽尽量量使使各各点点较均均匀匀地地分分布布在在曲曲线(或直或直线)的两的两侧同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全