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1、实验1 探究弹力和弹簧伸长的关系 知识与技能 1理解该实验 的原理 2了解实验 器材及步骤 过程与方法 学习本实验 所用的科学方法 情感、态度与价值观 培养学生认真读取数据，一丝不苟的科学精 神 学习目标 1如下图所示，弹簧在下端悬挂钩码时 会 伸长，平衡时弹 簧产生的弹力与所挂钩码 的重力大小相等 知识点解析 知识点1 实验原理 2用刻度尺测量出弹簧在不同钩码 拉力下 的伸长量x，建立坐标系，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，用平滑的曲线连 接起来，根据实验 所 得的图线 ，就可探知弹力大小与伸长量间的 关系 轻质弹
2、 簧(一根)，钩码 (一盒)，刻度尺，铁 架台，重垂线，坐标纸 ，三角板 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如图所示，将已知质量的钩码 挂在弹簧 的下端，在平衡时测 出弹簧的总长 并计算 钩码 的重力，填写在记录 表格里 12345 F/N L/c m x/c m 3.改变所挂钩码 的质量，重复上述的实验过 程多次 1用公式xLL0计算出弹簧各次的伸长 量，填入上表 2以弹力F(大小等于所挂钩码 的重力)为纵 坐标，以弹簧的伸长量x为横坐标，用描点 法作图连接各点，得出弹力F随弹簧伸长 量x变化的图线 3以弹簧伸长量为自变量，写出
3、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 4得出弹力和弹簧伸长量之间的函数关系 ，研究并解释函数表达式中常数的物理意义 由于弹簧原长及伸长量的测量都不便于操 作，故存在较大的测量误差，另外由于弹 簧自身的重力的影响，即当未放重物时，弹 簧在自身重力的作用下，已经有一个伸长量 ，这样 在作图线时 ，图线 与x轴有一截距 1所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的 弹性限度要注意观察，适可而止 2每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标上描 的点尽可能稀一些，这样作出的图线精确 3测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状 态时测 量，刻度尺要保持竖直并靠近弹簧，
4、以免增大误差 4描点画线时，所描的点不一定都落在一条曲线上，但 应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧 5记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单 位 例1某同学在做“探索弹力与弹簧伸长的关 系”实验时，所得的数据如下表所示：(1)画 出弹力F与伸长量x的关系图线(实验中所 挂钩码，每个50g，当地重力加速度g 10m/s2)；(2)写出弹力F与弹簧伸长量x的关 系式；(3)指出表达式中常量的物理意义； (4)若以弹力为纵坐标，以弹簧长度为横坐标 ，画出对应的图线，写出函数关系式，说明 常量的物理意义. 典型例题解析 题型 1 实验数据的处理与分析 钩码 个数0(原长)123456 弹簧
5、长度(cm)46.3 53. 1 61. 8 70. 2 78. 7 87. 1 95. 6 解析：(1)每个钩码重mg0.0510N0.5N， 由二力平衡，弹力大小等于所挂钩码重量， 则 弹力F(N)00.51.01.52.02.53.0 伸长量x(cm)06.815.523.932.440.849.3 建立直角坐标系描点作图，如图所示 意义：6.170.463为纵截距，是一个与伸长 量无关的常数 变式训练 1 某同学用如下图所示装置做“ 探究弹力和弹簧伸长关系”的实验 他先测出不挂砝码时弹 簧下端指针所指的 标尺刻度，然后在弹簧下端挂上砝码，并逐 个增加砝码，测出指针所指的标尺刻度， 所得
6、数据列表如下：(重力加速度g9.8m/s2) 砝码质 量 m/102 g 01.002.003.004.005.006.007.00 标尺刻 度 x/10 2m 15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.0054.50 (1)根据所测数据，在下图所示的坐标纸 上作 出弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码质 量m的 关系曲线 (2)根据所测得的数据和关系曲线可以判断， 在_N范围内弹力大小与弹簧伸长关 系满足胡克定律，这种规格弹簧的劲度系数 _N/m. 答案：(1)见解析 (2)04.9 25 解析：本例主要考查用图象法处理数据的方 法，以及根据实验结果(图象)判断分析实验 结
7、论的能力 (1)根据题目中所测量的数据进行描点，然后 用平滑的曲线(或直线)连接各点，在连接时 应让尽量多的点落在线上(偏差比较大的 点舍去)不在线上的点尽量平均分布在线的 两侧，如图 例2(1)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实 验中，以下说法正确的是 ( ) A弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度 B用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应 保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态 C用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长 量 D用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力 与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等 (2)某同学做“探究弹力和弹簧伸长的关系 ”的实验 ，他先把弹簧平放在桌面上使其自 然伸长，用直尺测出弹簧的原
8、长L0，再把 弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码 后测出弹簧 伸长后的长度L，把LL0作为弹 簧的伸长 量x，这样 操作，由于弹簧自身重力的影响 ，最后画出的图线 可能是下图中的 ( ) 答案：(1)AB (2)C 解析：本题主要考查使用弹簧时应注意的问 题，还有用图象法来描述弹簧的弹力与其伸 长量间的关系 (1)本实验中应以需要研究的一根弹簧为实验 对象，在弹性限度内通过增减钩码的数目， 以改变对弹簧的拉力，来探索弹力与弹簧伸 长的关系，所以选A、B. (2)由于考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩 码时，弹簧的伸长量x0，所以选C. 变式训练 2 “探究弹力和弹簧伸长的关系 ”的实验结论 表明：在不超出弹性范围的情 况下，弹簧的弹力跟伸长量成正比如果以 弹簧的总长为 自变量，弹力为函数，则此 时函数关系如何？ 答案：见解析 解析：设弹簧原长为l0，受外力F作用后的长 度为l，因为实验结果表明Fkx，而此时的 形变(伸长)量xll0，代入结论得Fkx k(ll0)klkl0即Fklkl0. 式中k是一个与形变无关，即与伸长量无关 而只决定于弹簧本身的常数，l0是弹簧原长 ，也与伸长量无关，所以kl0是一个与伸长量 无关的常数 因此上式表示一条不过原点的直线，它的纵 截距为kl0，即以弹簧总长为自变量时，弹 力是关于总长的一次函数 太阳能路灯 http:/ 太阳能路灯 忙鬻搋