2022年高中物理 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系學(xué)案 新人教版必修11探究彈力與彈簧伸長的定量關(guān)系2學(xué)會(huì)利用列表法、圖象法、函數(shù)法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的科學(xué)方法1彈簧受力會(huì)發(fā)生形變，形變的大小與受到的外力有關(guān)沿著彈簧的方向拉彈簧，當(dāng)形變穩(wěn)定時(shí)，彈簧產(chǎn)生的彈力與使它發(fā)生形變的拉力在數(shù)值上是相等的2用懸掛法測量彈簧的彈力，運(yùn)用的正是彈簧的彈力與掛在彈簧下面的鉤碼的重力相等3彈簧的長度可用刻度尺直接測出，伸長量可以由拉長后的長度減去彈簧原來的長度進(jìn)行計(jì)算這樣就可以研究彈簧的彈力和彈簧伸長量之間的定量關(guān)系了輕質(zhì)彈簧(一根)，鉤碼(一盒)，刻度尺，鐵架臺(tái)，重垂線，坐標(biāo)紙，毫米刻度尺1如圖1所示，將鐵架臺(tái)放在桌面上(固定好)，將彈簧的一端固定于鐵架臺(tái)的橫梁上，在靠近彈簧處將刻度尺(最小分度為1 mm)固定于鐵架臺(tái)上，并用重垂線檢查刻度尺是否豎直 2記下彈簧下端不掛鉤碼時(shí)所對應(yīng)的刻度L0.3在彈簧下端掛上一個(gè)鉤碼，待鉤碼靜止后，記下彈簧下端所對應(yīng)的刻度L1.4用上面方法，記下彈簧下端掛2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)鉤碼時(shí)，彈簧下端所對應(yīng)的刻度L2、L3、L4、，并將所得數(shù)據(jù)記錄在表格中5用xnLnL0計(jì)算出彈簧掛1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)鉤碼時(shí)彈簧的伸長量，并根據(jù)當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎礸，計(jì)算出所掛鉤碼的總重力，這個(gè)總重力就等于彈簧彈力的大小，將所得數(shù)據(jù)填入表格.6.根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，最好以彈簧彈力為縱坐標(biāo)，以彈簧的伸長量為橫坐標(biāo)7按照圖中各點(diǎn)的分布與走向，嘗試作出一條平滑的曲線(包括直線)所畫的點(diǎn)不一定正好都在這條曲線上，但要注意使曲線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相同8以彈簧的伸長量為自變量，寫出曲線所代表的函數(shù)，首先嘗試一次函數(shù)，如果不行則考慮二次函數(shù)9解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義1實(shí)驗(yàn)中彈簧下端掛的鉤碼不要太多，以免彈簧被過分拉伸，超過彈簧的彈性限度2要使用輕質(zhì)彈簧，且要盡量多測幾組數(shù)據(jù)3本實(shí)驗(yàn)是探究性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前并不知道其規(guī)律，所以描點(diǎn)以后所作的曲線是試探性的，只是在分析了點(diǎn)的分布和走向以后才決定用直線來連接這些點(diǎn)實(shí)驗(yàn)二驗(yàn)證力的平行四邊形定則1驗(yàn)證互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力合成時(shí)的平行四邊形定則2通過驗(yàn)證力的平行四邊形定則，培養(yǎng)學(xué)生用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并得出結(jié)論的能力使F的作用效果以及F1和F2的作用效果都是使橡皮條伸長到某點(diǎn)，所以F為F1和F2的合力，作出F的圖示，再根據(jù)平行四邊形定則作出F1和F2的合力F的圖示，比較F、F在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否大小相等方向相同方木板一塊，白紙，彈簧秤兩個(gè)，橡皮條，細(xì)繩套兩個(gè)，三角板，刻度尺，圖釘幾個(gè)，鉛筆1如圖1所示，在桌上平放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上2用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點(diǎn)，在橡皮條的另一端掛上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另一端系著繩套3用兩個(gè)彈簧秤分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O.4用鉛筆記下O點(diǎn)的位置和兩條細(xì)繩的方向，讀出并記錄兩個(gè)彈簧秤的示數(shù)5用鉛筆和刻度尺在白紙上從O點(diǎn)沿著兩條細(xì)繩的方向畫直線，按著一定的標(biāo)度作出兩個(gè)力F1和F2的圖示，用平行四邊形定則求出合力F.6只用一個(gè)彈簧秤，通過細(xì)繩把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣位置O，讀出并記錄彈簧秤的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出這個(gè)力F的圖示7比較力F與合力F的大小和方向，看它們在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等8改變兩個(gè)分力的大小和夾角，再做兩次實(shí)驗(yàn)1兩只彈簧秤在使用前應(yīng)檢查、校正零點(diǎn)，檢查量程和最小刻度單位，將兩彈簧秤鉤好后對拉，若兩只彈簧秤在拉的過程中，讀數(shù)相同，則可選用，若不同，應(yīng)另換，直至相同為止使用彈簧秤時(shí)應(yīng)與板面平行2實(shí)驗(yàn)過程中，在使用彈簧秤的時(shí)候，要注意使彈簧秤與木板平面平行3選用的橡皮條應(yīng)富有彈性，能發(fā)生彈性形變，同一次實(shí)驗(yàn)中，橡皮條拉長后的結(jié)點(diǎn)O的位置必須保持不變4在滿足合力不超過彈簧秤量程及橡皮條形變不超過彈性限度的條件下，應(yīng)使拉力盡量大一些，以減小誤差5畫力的圖示時(shí)，應(yīng)選定恰當(dāng)?shù)膯挝婚L度作為標(biāo)度；作力的合成圖時(shí)，應(yīng)盡量將圖畫得大一些，但也不要太大而畫出紙外，要嚴(yán)格按力的圖示要求和幾何作圖法作出合力6由作圖法得到的F和實(shí)際測量得到的F不可能完全符合，但在誤差允許范圍內(nèi)可以認(rèn)為F與F符合即可