《物理：《實驗：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系》課件（新）ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物理：《實驗：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系》課件（新）ppt（28頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

,歡迎進入物理課堂,實驗：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系,課前導(dǎo)航尺的“進化”“度然后知長短”，最初人們用目測長短，后來才發(fā)展到用尺．原始的尺大都以人身體的某一部分的長度為標(biāo)準(zhǔn)，古埃及以人的小臂長為“腕尺”，古羅馬以查理曼大帝的足長為“英尺”，英王埃德加以拇指關(guān)節(jié)間的長度為“英寸”，中國的“一虎口”則是指拇指與中指伸開的距離．雖然作為尺度的標(biāo)準(zhǔn)混亂，但是較目測也是一種進步．近代，人們以過巴黎的子午線從北極到赤道的一千萬分之一為一米；后來，人們以氪原子發(fā)光的波長為依據(jù)定義米；現(xiàn)在，人們又以激光在真空中的傳播速度為依據(jù)重新定義了米，使得“米”這一長度的基本單位越來越準(zhǔn)確．,人們在改進尺的標(biāo)準(zhǔn)的同時，也改進了尺的結(jié)構(gòu)．我國在公元初的西漢末王莽時期，就已經(jīng)造出了一種“銅卡尺”，它是現(xiàn)代游標(biāo)卡尺的雛形，是測量技術(shù)的一個突破，比法國數(shù)學(xué)家皮爾維尼爾發(fā)明游標(biāo)卡尺早了1600年．請你思考：1．長度的基本單位是什么？2．兩千年前我國已經(jīng)造出了“銅卡尺”，今天的你會使用游標(biāo)卡尺嗎？會準(zhǔn)確讀數(shù)嗎？知識精析一、實驗步驟1．將彈簧的一端掛在鐵架臺上，讓其自然下垂，用刻度尺測出彈簧自然伸長狀態(tài)時的長度L0，即原長．,2．如圖17－1所示，將已知質(zhì)量的鉤碼掛在彈簧的下端，在平衡時測出彈簧的總長并計算鉤碼的重力，填寫在記錄表格里．圖17－1,3．改變所掛鉤碼的個數(shù)，重復(fù)上步的實驗過程多次．4．用公式x＝L－L0計算出彈簧各次的伸長量，填入上表．5．以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標(biāo)，以彈簧的伸長量x為橫坐標(biāo)，用描點法作圖．連接各點，得出彈力F隨彈簧伸長量x變化的圖線．6．以彈簧伸長量為自變量，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)．7．得出彈力和彈簧伸長量之間的函數(shù)關(guān)系，研究并解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義．,二、注意事項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．要注意觀察，適可而止．2．每次所掛鉤碼的質(zhì)量差盡量大一些，從而使坐標(biāo)上描的點盡可能稀一些，這樣作出的圖線更精確．3．測彈簧長度時，一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時測量，刻度尺要保持豎直并靠近彈簧，以免增大誤差．4．描點畫線時，所描的點不一定都落在一條曲線上，但應(yīng)注意一定要使各點均勻分布在曲線的兩側(cè)．5．記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力及彈簧伸長量的對應(yīng)關(guān)系及單位．三、數(shù)據(jù)處理本實驗采用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)，研究彈力大小與彈簧伸長量之間的關(guān)系，這種方法是探究兩個物理量間關(guān)系時最常用也是最基本的方法．描點時要細心，連線時要遵循作圖原則．,方法指導(dǎo)一、實驗數(shù)據(jù)的處理與分析例1下表是某同學(xué)為探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系所測的幾組數(shù)據(jù)：(1)請你在圖17－2甲中的坐標(biāo)紙上作出F－x的圖象．圖17-2甲(2)寫出曲線所代表的函數(shù)．(x用m作單位),(3)解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義．分析根據(jù)已有數(shù)據(jù)選好坐標(biāo)軸每格所代表的物理量的多少，是作好圖象的關(guān)鍵．作圖象的方法是：用平滑的曲線(或直線)將坐標(biāo)紙上的各點連接起來．若是直線，應(yīng)使各點均勻分布于直線兩側(cè)，偏離直線太大的點應(yīng)舍去．圖17-2乙解析(1)將x軸每小格取為1cm，y軸每一小格取為0.25N．將各點畫在坐標(biāo)紙上，并連成直線．如圖17－2乙所示．(2)由圖象得：F＝20 x.(3)函數(shù)表達式中的常數(shù)為彈簧的勁度系數(shù)，表示使彈簧每伸長(或壓縮)1m所需的彈力大小為20N.,二、實驗設(shè)計例2同學(xué)甲用一個支架、一根彈簧、一把尺和一個已知質(zhì)量的砝碼，來測定某個不太重的物體有多重，該怎樣做？同學(xué)乙用一根彈簧，當(dāng)彈簧的自由端B在未懸掛重物時，正對刻度尺的零刻度線，當(dāng)掛上100N重物時正對著刻度20，則當(dāng)彈簧分別掛50N和150N重物時，自由端所對刻度尺讀數(shù)應(yīng)是多少？若自由端所對刻度是18，這時彈簧下端掛了多重的重物？解析同學(xué)甲要完成任務(wù)需做好以下幾個步驟：(1)將彈簧上端固定在支架上，下端掛上砝碼(已知質(zhì)量為m)，測出彈簧伸長為x；(2)將砝碼取下?lián)Q上待測物體，測出彈簧伸長為x′；,,互動平臺育才老師與細心同學(xué)、粗心同學(xué)關(guān)于有效數(shù)字和游標(biāo)卡尺的對話細心：通過本課時的學(xué)習(xí)，我明白了測量工具的讀數(shù)必須按照有效數(shù)字的要求讀數(shù)才是對的．育才：在高中階段，對于測量工具的讀數(shù)問題必須合乎有效數(shù)字的要求，比如毫米刻度尺要在毫米以下估讀一位．粗心：估讀的時候，完全憑的是個人的感覺，最后這一位估讀數(shù)字肯定是不可靠的，既然不可靠，那么還要它有什么用呢？干脆還不如不估讀．,育才：這樣認(rèn)識就錯了，正因為最后估讀的這一位不可靠，才保證了它前面的數(shù)字是可靠的，是準(zhǔn)確的．若舍去了最后這一位不可靠數(shù)字，那么緊挨著它前面的那一位數(shù)字就成了最后一位，就成了不準(zhǔn)確的、不可靠的了．例如：3.58中“8”是估讀出來的，是不準(zhǔn)確、不可靠的，若去掉這個“8”，寫成3.5，那么，“5”就成為不可靠、不準(zhǔn)確的了．粗心：這讓我想到了一個成語“唇亡則齒寒”．育才：這是一個很好的類比和聯(lián)想．粗心：那么游標(biāo)卡尺為什么就不估讀呢？育才：實際上，游標(biāo)卡尺是借助游標(biāo)尺進行的估讀，這種借助儀器的估讀畢竟比肉眼的估讀要可靠得多．粗心：現(xiàn)在我明白了使用游標(biāo)卡尺時不用再估讀一位數(shù)的道理了．,課時18驗證力的平行四邊形定則課前導(dǎo)航北宋詩人陸游有一首詩：古人學(xué)問無遺力，少壯工夫老始成。紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。實踐出真知，古往今來，概莫能外，經(jīng)過實踐檢驗的理論才是“真知”．這一課時就是要用實驗來驗證平行四邊形定則．還可以利用本實驗的實驗器材，附帶完成一個“驗證分力存在最小值”的實驗．基礎(chǔ)梳理1．同一實驗中的兩個彈簧秤的選取方法是：將兩彈簧秤鉤好后對拉，若兩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，直到相同為止．,2．使用彈簧秤前，要先觀察指針是否在零刻度線處，若指針不在零刻度線處，要設(shè)法調(diào)整指針，使之指在零刻度線處．3．使用彈簧秤時，要使它與木板平行，在合力不超過彈簧秤量程及橡皮條彈性限度的作用條件下，應(yīng)使讀數(shù)盡量大些，以減小誤差．在同一次實驗中，橡皮和拉長的結(jié)點O位置一定要相同．4．畫力的圖示時，應(yīng)選定恰當(dāng)?shù)臉?biāo)度，盡量使圖畫得大一些，并嚴(yán)格按要求作圖．5．由作圖法得到的F值和實驗測量得到的F′值不可能完全相等，但在誤差允許范圍內(nèi)F值和F′值基本一致．,知識精析一、實驗步驟1．用圖釘把白紙釘在水平桌面的木板上．2．用圖釘把橡皮條的一端固定在A點，橡皮條的另一端拴上兩個細線套．3．用兩只彈簧測力計分別鉤住細線套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長到一位置O，如圖18－1所示，記錄兩彈簧測力計的讀數(shù)，用鉛筆描下O點的位置及此時兩細線套的方向．圖18-1,4．用鉛筆和刻度尺從結(jié)點O沿兩條細線方向畫直線，按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧測力計的讀數(shù)F1和F2的圖示，并以F1和F2為鄰邊用刻度尺借助于三角板作平行四邊形，過O點畫平行四邊形的對角線，此對角線即為合力F的圖示．5．只用一只彈簧測力計通過細線套把橡皮條的結(jié)點拉到同樣的位置O，記下彈簧測力計的讀數(shù)和細線的方向，用刻度尺從O點同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出這只彈簧測力計的拉力F′的圖示．6．比較一下，力F′與平行四邊形定則求出的合力F在大小和方向上是否相同．7．改變兩個力F1與F2的大小和夾角，再重復(fù)實驗兩次．,二、注意事項1．正確使用彈簧測力計(1)同一實驗中的兩只彈簧測力計的選取方法是：將兩只彈簧測力計調(diào)零后互鉤對拉過程中，讀數(shù)相同，則可選；若讀數(shù)不同，應(yīng)另換，直至相同為止．(2)使用彈簧測力計測力時，讀數(shù)應(yīng)盡量大些，但不能超出它的測量范圍．(3)使用前要檢查指針是否指在零刻度線上，否則應(yīng)校正零位(無法校正的要記錄下零誤差)．還需用鉤碼檢查是否存在示值誤差，若存在，應(yīng)加以矯正．(4)被測力的方向應(yīng)與彈簧測力計軸線方向一致，拉動時彈簧不可與外殼相碰或摩擦．(5)讀數(shù)時應(yīng)正對、平視刻度．,2．規(guī)范實驗操作(1)不要直接以橡皮條端點為結(jié)點，可拴一端細繩連兩細繩套，以三繩交點為結(jié)點，應(yīng)使結(jié)點小些，以使準(zhǔn)確地記錄結(jié)點O的位置．(2)在同一次實驗中，使橡皮條拉長時結(jié)點O的位置一定要相同．(3)不要用老化的橡皮條，檢查方法是用一個彈簧測力計拉橡皮條，要反復(fù)做幾次，使橡皮條拉到相同的長度看彈簧測力計讀數(shù)有無變化．(4)細繩套應(yīng)適當(dāng)長一些，便于確定力的方向．不要直接沿細繩套的方向畫直線，應(yīng)在細繩套末端用鉛筆畫一個點，取掉細繩套后，再將所標(biāo)點與O點連一直線確定力的方向．(5)在同一次實驗中，畫力的圖示所選定的標(biāo)度要相同，并且要恰當(dāng)選取標(biāo)度，使所作力的圖示稍大一些．,三、誤差分析1．誤差來源：除彈簧測力計本身的誤差外，還有讀數(shù)誤差、作圖誤差等．2．減小誤差的辦法(1)實驗過程中讀數(shù)時眼睛一定要正視彈簧測力計的刻度，要按有效數(shù)字和彈簧測力計的精度正確讀數(shù)和記錄．(2)作圖時用刻度尺借助于三角板，使表示兩力的對邊一定要平行．因兩個分力F1、F2間的夾角θ越大，用平行四邊形定則作出的合力F的誤差ΔF就越大，所以，實驗中不要把θ取得太大，但也不宜太小，以60～100為宜．,方法指導(dǎo)一、實驗結(jié)果的分析理解例1圖18-2所示是兩位同學(xué)在做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗時得到的結(jié)果，其中哪一個實驗結(jié)果比較符合實驗事實？在比較符合實驗事實的那個實驗中，若F′是準(zhǔn)確的，則誤差較大的原因可能是哪些？圖18-2,解析按本實驗的符號規(guī)定：F為F1、F2通過平行四邊形定則所得合力；F′為F1和F2的等效力(即用一只彈簧測力計拉時的力)，橡皮條在這個力的作用下，其力的方向與橡皮條的伸長方向在一條直線上，顯然乙圖不符合事實，即實驗結(jié)果比較符合事實的是甲圖．甲圖中F與F′誤差較大的原因可能是：①F1的方向比真實方向偏左；②F2的大小比真實值偏小且方向比真實方向偏左；③作圖時兩虛線沒有分別與F1線和F2線平行．,二、實驗步驟的分析判斷例2在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中，實驗步驟如下：(1)在水平放置的木板上固定一張白紙，把橡皮條的一端固定在木板上，另一端拴兩根細繩套，通過細繩套同時用兩個測力計互成角度地拉橡皮條，使它與細繩套的結(jié)點到達某一位置O點，在白紙上記下O點和兩個測力計的示數(shù)F1和F2．(2)在白紙上根據(jù)F1和F2的大小，應(yīng)用平行四邊形定則作圖求出合力F．(3)只用一只測力計通過細繩拉橡皮條，使它的伸長量與兩個測力計拉時相同，記下此時測力計的示數(shù)F′和細繩套的方向．以上三個步驟中均有錯誤或疏漏，請指出錯在哪里？,(1)中是；(2)中是；(3)中是．解析按實驗操作要求，記錄力的大小和方向，同時在兩次拉橡皮條的過程中結(jié)點要到達相同位置，這樣才能保證兩次效果相同．答案(1)未記下細繩套的方向(2)應(yīng)根據(jù)F1和F2的大小和方向選定標(biāo)度作圖(3)應(yīng)將橡皮條與細繩套的結(jié)點拉至同一位置O點點評實驗問題的處理方法常常是根據(jù)實驗原理的要求選擇器材，安排合理的操作步驟，只要懂實驗原理，處理問題就不難了，所以實驗前、實驗后都必須弄清楚實驗原理．,變式訓(xùn)練某同學(xué)做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗時，主要步驟是：A．在桌上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上；B．用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，在橡皮條的另一端拴上兩條細繩，細繩的另一端系著繩套；C．用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點到達某一位置O.記錄下O點的位置，讀出兩個彈簧測力計的示數(shù)；D．按選好的標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，并用平行四邊形定則求出合力F；,E．只用一只彈簧測力計，通過細繩套拉橡皮條使其伸長，讀出彈簧測力計的示數(shù)，記下細繩的方向，按同一標(biāo)度作出這個力F′的圖示；F．比較F′和F的大小和方向，看它們是否相同，得出結(jié)論．上述步驟中：(1)有重要遺漏的步驟的序號是__________和；(2)遺漏的內(nèi)容分別是_________________和．解析據(jù)“驗證力的平行四邊形定則”實驗的操作規(guī)則可知，有重要遺漏的步驟的序號是C、E.在C中未記下兩條繩的方向．E中未說明是否把橡皮條的結(jié)點拉到同一位置O．答案CE未記下兩繩的方向未說明是否把橡皮條的結(jié)點拉到同一位置O,,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,