實驗:探究彈簧彈力的大小與伸長量的關系第3章2021實驗:探究彈簧彈力的大小與伸長量的關系第3章2021內容索引0102課前篇自主預習課堂篇探究學習內容索引0102課前篇自主預習課堂篇探究學習百度文庫VIP特權福利特權說明服務特權VIP專享文檔下載特權VIP用戶有效期內可使用VIP專享文檔下載特權下載或閱讀完成VIP專享文檔（部分VIP專享文檔由于上傳者設置不可下載只能閱讀全文），每下載/讀完一篇VIP專享文檔消耗一個VIP專享文檔下載特權。年VIP月VIP連續包月VIP享受60次VIP專享文檔下載特權，一次發放，全年內有效。VIP專享文檔下載特權自VIP生效起每月發放一次，每次發放的特權有效期為1個月，發放數量由您購買的VIP類型決定。每月專享9次VIP專享文檔下載特權，自VIP生效起每月發放一次，持續有效不清零。自動續費，前往我的賬號-我的設置隨時取消。共享文檔下載特權VIP用戶有效期內可使用共享文檔下載特權下載任意下載券標價的文檔（不含付費文檔和VIP專享文檔），每下載一篇共享文檔消耗一個共享文檔下載特權。年VIP月VIP連續包月VIP享受100次共享文檔下載特權，一次發放，全年內有效贈送的共享文檔下載特權自VIP生效起每月發放一次，每次發放的特權有效期為1個月，發放數量由您購買的VIP類型決定。贈送每月15次共享文檔下載特權，自VIP生效起每月發放一次，持續有效不清零。自動續費，前往我的賬號-我的設置隨時取消。累積特權在購買的VIP時長期間，下載特權不清零。100W優質文檔免費下載VIP有效期內的用戶可以免費下載VIP免費文檔，不消耗下載特權，非會員用戶需要消耗下載券/積分獲取。部分付費文檔八折起VIP用戶在購買精選付費文檔時可享受8折優惠，省上加??；參與折扣的付費文檔均會在閱讀頁標識出折扣價格。內容特權0下載券文檔一鍵搜索VIP用戶可在搜索時使用專有高級功能：一鍵搜索0下載券文檔，下載券不夠用不再有壓力！無限次復制特權VIP有效期內可以無限次復制文檔內容，不用下載即可獲取文檔內容文檔格式轉換VIP有效期內可以將PDF文檔轉換成word或ppt格式，一鍵轉換，輕松編輯！閱讀頁去廣告VIP有效期內享有搜索結果頁以及文檔閱讀頁免廣告特權，清爽閱讀沒有阻礙。多端互通VIP有效期內可以無限制將選中的文檔內容一鍵發送到手機，輕松實現多端同步。其他特權抽獎特權開通VIP后可以在VIP福利專區不定期抽獎，千萬獎池送不停！福利特權開通VIP后可在VIP福利專區定期領取多種福利禮券。VIP專享精彩活動開通VIP后可以享受不定期的VIP優惠活動，活動多多，優惠多多。VIP專屬身份標識當您成為百度文庫VIP后，您的專有身份標識將被點亮，隨時隨地彰顯尊貴身份。專屬客服VIP專屬客服，第一時間解決你的問題。專屬客服QQ：800049878VIP禮包百度閱讀VIP精品版特權享受閱讀VIP精品版全部權益：1.海量精選書免費讀2.熱門好書搶先看3.獨家精品資源4.VIP專屬身份標識5.全站去廣告6.名人書友圈7.三端同步知識影響格局，格局決定命運！百度文庫特權福利特權說明服務特權VIP專享文檔下載特權VIP學習目標思維導圖1.知道科學探究的過程,探究彈力與彈簧伸長量之間的關系。(科學探究)2.學會利用列表法、圖像法、函數法處理實驗數據。(科學探究)3.能根據F-x、F-l圖像求出彈簧的勁度系數。(科學思維)學習目標思維導圖1.知道科學探究的過程,探究彈力與彈簧伸長量課前篇自主預習課前篇自主預習必備知識一、實驗原理1.如圖所示,在彈簧下端懸掛鉤碼時彈簧會伸長,平衡時彈簧產生的彈力與所掛鉤碼受到的重力大小相等。彈簧的原長與掛上鉤碼后彈簧的長度可以用刻度尺測出,其伸長量x可以用掛上鉤碼后彈簧的長度減去彈簧的原長來求得。必備知識一、實驗原理2.建立直角坐標系,以縱坐標表示彈力大小F,以橫坐標表示彈簧的伸長量x,在坐標系中描出實驗所測得的各組(x,F)對應的點,用平滑的曲線連接起來,根據實驗所得的圖線,就可探知彈力大小與彈簧伸長量之間的關系。2.建立直角坐標系,以縱坐標表示彈力大小F,以橫坐標表示彈簧二、實驗器材鐵架臺、刻度尺、輕彈簧、鉤碼(一盒)、三角板、鉛筆、坐標紙等。三、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時的長度l0,即原長。二、實驗器材2.如圖所示,在彈簧下端掛質量為m1的鉤碼,測出鉤碼靜止時彈簧的長度l1,記錄m1和l1。3.改變所掛鉤碼的質量,重復步驟2,記錄m2、m3、m4、m5、……和相應的彈簧長度l2、l3、l4、l5、……。2.如圖所示,在彈簧下端掛質量為m1的鉤碼,測出鉤碼靜止時彈4.計算出每次彈簧的伸長量x(x=l-l0)和彈簧受到的拉力F(F=mg),并將數據填入表格。實驗次數1234567m/g

F/N0

l/cm

x/cm0

4.計算出每次彈簧的伸長量x(x=l-l0)和彈簧受到的拉力自我檢測1.正誤辨析(1)實驗要研究的是彈簧的彈力與彈簧長度的關系。(

)解析

本實驗研究的是彈簧的彈力與彈簧伸長量的關系。答案

×(2)每次實驗,重物靜止時所掛重物的重力與彈簧的彈力大小相等。(

)解析

重物靜止時,所掛重物的重力與彈簧的彈力大小相等。答案

√(3)彈簧的伸長量等于彈簧的長度與彈簧原長之差。(

)解析

彈簧的伸長量等于彈簧的長度減去彈簧的原長。答案

√自我檢測1.正誤辨析2.(多選)在“探究彈力與彈簧形變量的關系”實驗中,關于測量彈簧原長的操作步驟的先后順序,下列說法正確的是(

)A.先測量彈簧的原長,后豎直懸掛B.先豎直懸掛,后測量彈簧的原長C.先后順序對實驗結果無影響D.先后順序對實驗結果的影響程度取決于彈簧的自身重力2.(多選)在“探究彈力與彈簧形變量的關系”實驗中,關于測量解析

由于彈簧自身重力的影響,彈簧平放時的長度與豎直懸掛時的長度不同,豎直懸掛時長度更長一些。由于實驗時彈簧始終處于豎直狀態,故彈簧長度一直受自身重力的影響,所以測量原長時,應測量彈簧豎直懸掛時的長度,B、D項正確。答案

BD解析由于彈簧自身重力的影響,彈簧平放時的長度與豎直懸掛時的課堂篇探究學習課堂篇探究學習問題一數據處理情境探究在“探究彈簧的彈力與彈簧伸長量的關系”實驗中,所得數據如下表:鉤碼質量m/g0100.0200.0300.0400.0500.0600.0彈簧長度L/cm15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.00伸長長度x/cm03.947.8211.7815.6619.6027怎樣處理上面數據可以直觀簡潔地分析出彈簧的彈力與彈簧伸長量的關系?要點提示

以彈簧的彈力為縱坐標,以彈簧的伸長量為橫坐標,將對應的彈簧彈力與彈簧的伸長量在坐標系中描點,用平滑的曲線連接各點,得出彈力F隨彈簧伸長量x變化的圖像。問題一數據處理情境探究在“探究彈簧的彈力與彈簧伸長量的關系”知識點撥1.畫F-x圖像:建立直角坐標系,以F為縱軸,x為橫軸,根據測量數據用描點法作圖。連接各點得出F隨x變化的圖線。2.寫F-x的函數式:以彈簧的伸長量為自變量,寫出彈力和彈簧伸長量之間的函數關系。首先嘗試一次函數,如果不行則考慮二次函數。3.解釋式中常數的物理意義:得出彈力和彈簧伸長量之間的定量關系式,解釋函數表達式中常數的物理意義。知識點撥1.畫F-x圖像:建立直角坐標系,以F為縱軸,x為橫實例引導例1某同學用如圖甲所示的裝置做“探究彈力和彈簧伸長量的關系”的實驗。他先測出不掛鉤碼時彈簧下端指針所指刻度尺的刻度,然后在彈簧下端掛上鉤碼,并逐個增加鉤碼,分別測出鉤碼靜止時指針所指刻度尺的刻度,所得數據列表如下(g取10m/s2):實例引導例1某同學用如圖甲所示的裝置做“探究彈力和彈簧伸長量鉤碼質量m/g0100200300400500600700刻度尺的刻度l/cm12.0013.4015.1016.8518.6020.3022.1024.00(1)根據所測數據,在坐標紙(圖乙)上畫出彈簧指針所指刻度尺的刻度l與鉤碼質量m的關系圖像。(2)根據l-m圖像可計算出,該彈簧的勁度系數為

N/m。(結果保留3位有效數字)

鉤碼質量m/g0100200300400500600700刻解析

(1)描點作圖,如圖所示:答案

(1)見解析圖

(2)58.3(58.1~58.5均可)解析(1)描點作圖,如圖所示:答案(1)見解析圖(2規律方法

作圖法作圖方法:(1)選擇坐標軸的合適標度;(2)描點,用平滑的曲線(或直線)將坐標紙上的各點連起來,若是直線,應使各點均勻分布于直線上或直線兩側,偏離直線太大的點應舍棄;(3)通過改變變量的方法,如把變量x改為

,x2,……,把曲線變為直線,使圖像更直觀。規律方法作圖法問題二誤差分析和注意事項情境探究情境根據胡克定律可知,彈簧彈力F與伸長量x成正比,因此,x-F圖像應為過原點的直線,而某同學根據測得的數據繪出如圖所示圖像。探究(1)圖像不過縱軸原點(即F=0,x≠0)的原因。(2)圖像上部分彎曲的原因。

問題二誤差分析和注意事項情境探究情境根據胡克定律可知,彈簧彈要點提示

(1)彈簧自身有重量,造成了不受力時,彈簧也有一定伸長量。(2)圖像上部分彎曲是拉力較大造成的。要點提示(1)彈簧自身有重量,造成了不受力時,彈簧也有一定知識點撥1.誤差分析(1)讀數和作圖時會帶來偶然誤差。為了減小偶然誤差,要盡量多測幾組數據和規范作圖。(2)彈簧豎直懸掛時,未考慮彈簧自身重力的影響會帶來系統誤差。為了減小該系統誤差,實驗中應使用輕質彈簧。知識點撥1.誤差分析2.注意事項(1)實驗中彈簧下端掛的鉤碼不要太多,以免超出彈簧的彈性限度。(2)測量長度時,應區別彈簧原長l0、實際長度l及伸長量x三者之間的不同,明確三者之間的關系。(3)記錄數據時要注意彈力及伸長量的對應關系及單位。(4)描點作圖時,應使盡量多的點落在畫出的線上,可允許少數點分布于線兩側,描出的線不應是折線,而應是平滑的曲線或直線。2.注意事項實例引導例2(多選)在“探究彈力與彈簧伸長量的關系”的實驗中,以下說法正確的是(

)A.彈簧被拉伸時,不能超出它的彈性限度B.用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力時,應豎直懸掛彈簧,掛在彈簧下端的鉤碼應處于靜止狀態C.用刻度尺測得的彈簧的長度即為彈簧的伸長量D.用幾個不同的彈簧,分別測出它們所受的拉力與伸長量,可得出拉力與伸長量之比相等實例引導例2(多選)在“探究彈力與彈簧伸長量的關系”的實驗中解析

實驗時彈簧被拉伸的長度不能超出它的彈性限度,A正確;要使彈簧的彈力等于鉤碼重力的大小,應豎直懸掛彈簧,且要使彈簧下端的鉤碼處于靜止狀態,B正確;彈簧的伸長量等于彈簧的長度減去彈簧的原長,C錯誤;不同的彈簧的勁度系數不同,所以拉力與伸長量之比不相等,D錯誤。答案

AB解析實驗時彈簧被拉伸的長度不能超出它的彈性限度,A正確;要變式訓練下列關于“探究彈力和彈簧伸長量的關系”實驗的說法中正確的是(

)A.實驗中k的具體數值必須計算出來B.如果沒有測出彈簧原長,用彈簧長度L代替x,F-L圖線也是一條過原點的直線C.利用F-x圖線可求出k值D.實驗時要把所有點連到線上,才能探究得到真實規律變式訓練下列關于“探究彈力和彈簧伸長量的關系”實驗的說法中正解析

“探究彈力和彈簧伸長量的關系”實驗中利用F-x圖線可求出k值,但不一定要求解出k值,實驗中用彈簧長度L代替x,F-L圖線不是過原點的一條直線,作圖時絕大多數點通過直線,偏離較大的點應舍去。C項對。答案

C解析“探究彈力和彈簧伸長量的關系”實驗中利用F-x圖線可求隨堂檢測1.一個實驗小組在“探究彈力與彈簧伸長量的關系”的實驗中,使用兩條不同的輕質彈簧a和b,得到彈力F與彈簧長度L的圖像如圖所示,下列表述正確的是(

)A.a的原長比b的長B.a的勁度系數比b的大C.a的勁度系數比b的小D.測得的彈力與彈簧的長度成正比隨堂檢測1.一個實驗小組在“探究彈力與彈簧伸長量的關系”的實解析

在圖像中橫截距表示彈簧的原長,故b的原長比a的長,A錯誤;斜率表示彈簧的勁度系數k,故a的勁度系數比b的大,B正確,C錯誤;彈簧的彈力滿足胡克定律,彈力與彈簧的形變量成正比,故D錯誤。答案

B解析在圖像中橫截距表示彈簧的原長,故b的原長比a的長,A錯2.在探究“彈力與彈簧伸長的關系”的實驗中,下列說法正確的是(

)A.實驗中勁度系數k的具體數值必須計算出來B.如果沒有測出彈簧原長,用彈簧長度L代替x,F-L圖線也是一條過原點的直線C.利用F-x直線可求出k值D.實驗時要把所有點連到線上,才能探索得到真實規律2.在探究“彈力與彈簧伸長的關系”的實驗中,下列說法正確的是解析

因為是同一條彈簧,勁度系數一樣,無需具體計算k值,故A錯誤;用彈簧長度L代替x,F-L圖線不過原點,故B錯誤;在F-x圖像中圖像的斜率表示勁度系數的大小,故利用F-x直線可以求出k值,C正確;實驗時并非把所有點連到線上,而是讓直線穿過盡量多的點,不能穿過的點均勻分布在圖線的兩側,這樣可以剔除誤差比較大的點,故D錯誤。答案

C解析因為是同一條彈簧,勁度系數一樣,無需具體計算k值,故A3.如圖甲所示,用鐵架臺、彈簧和多個已知質量且質量相等的鉤碼探究在彈性限度內彈簧彈力與彈簧伸長量的關系。(1)為完成該實驗,設計的實驗步驟如下:A.以彈簧伸長量為橫坐標,以彈力為縱坐標,描出各組(x,F)對應的點,并用平滑的曲線連接起來;3.如圖甲所示,用鐵架臺、彈簧和多個已知質量且質量相等的鉤碼B.記下彈簧不掛鉤碼時其下端所對應的刻度l0;C.將鐵架臺固定于桌子上,并將彈簧的一端系于橫梁上,在彈簧附近豎直固定一把刻度尺;D.依次在彈簧下端掛上1個、2個、3個、4個…鉤碼,分別記下鉤碼靜止時彈簧下端所對應的刻度,并記錄在表格內,然后取下鉤碼;E.以彈簧伸長量為自變量,寫出彈力與伸長量的關系式,首先嘗試寫成一次函數,如果不行,則考慮二次函數;F.解釋函數表達式中常數的物理意義。請將以上步驟按操作的先后順序排列出來:

。

B.記下彈簧不掛鉤碼時其下端所對應的刻度l0;請將以上步驟按(2)圖乙是彈簧彈力F與彈簧伸長量x的關系圖像,由此可求出彈簧的勁度系數為

N/m,圖線不過原點是由于

。

解析

(1)根據完成實驗的合理性可知,先后順序為CBDAEF。(2)取圖像中(0.5

cm,0)和(3.5

cm,6

N)兩個點,代入ΔF=kΔx,解得k=200

N/m。由于彈簧自身重力的影響,使得彈簧不加外力時就有形變量。答案

(1)CBDAEF(2)200

彈簧自身重力的影響(2)圖乙是彈簧彈力F與彈簧伸長量x的關系圖像,由此可求出彈4.“探究彈力和彈簧伸長量的關系”的實驗裝置如圖甲所示,實驗時先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度,再將5個鉤碼逐個掛在彈簧的下端,測出相應的彈簧總長度。4.“探究彈力和彈簧伸長量的關系”的實驗裝置如圖甲所示,實驗(1)某同學通過以上測量后把6組數據描點在圖乙中,請作出F-L圖像。(2)由此圖像可得出該彈簧的原長L0=

cm,勁度系數k=

N/m。

(1)某同學通過以上測量后把6組數據描點在圖乙中,請作出F-解析

(1)題給數據點大致分布在一條直線上,故用直線擬合數據點,如圖所示。

(2)F=0時的彈簧長度即原長,由題圖可知,L0=5.0

cm;根據胡克定律可知,F=k(L-L0),即F-L圖線的斜率表示彈簧的勁度系數,根據題圖可知,k=

N/m=25

N/m。解析(1)題給數據點大致分布在一條直線上,故用直線擬合數據答案

(1)見解析圖

(2)5.0

25答案(1)見解析圖(2)5.025百度文庫VIP特權福利特權說明服務特權VIP專享文檔下載特權VIP用戶有效期內可使用VIP專享文檔下載特權下載或閱讀完成VIP專享文檔（部分VIP專享文檔由于上傳者設置不可下載只能閱讀全文），每下載/讀完一篇VIP專享文檔消耗一個VIP專享文檔下載特權。年VIP月VIP連續包月VIP享受60次VIP專享文檔下載特權，一次發放，全年內有效。VIP專享文檔下載特權自VIP生效起每月發放一次，每次發放的特權有效期為1個月，發放數量由您購買的VIP類型決定。每月專享9次VIP專享文檔下載特權，自VIP生效起每月發放一次，持續有效不清零。自動續費，前往我的賬號-我的設置隨時取消。共享文檔下載特權VIP用戶有效期內可使用共享文檔下載特權下載任意下載券標價的文檔（不含付費文檔和VIP專享文檔），每下載一篇共享文檔消耗一個共享文檔下載特權。年VIP月VIP連續包月VIP享受100次共享文檔下載特權，一次發放，全年內有效贈送的共享文檔下載特權自VIP生效起每月發放一次，每次發放的特權有效期為1個月，發放數量由您購買的VIP類型決定。贈送每月15次共享文檔下載特權，自VIP生效起每月發放一次，持續有效不清零。自動續費，前往我的賬號-我的設置隨時取消。累積特權在購買的VIP時長期間，下載特權不清零。100W優質文檔免費下載VIP有效期內的用戶可以免費下載VIP免費文檔，不消耗下載特權，非會員用戶需要消耗下載券/積分獲取。部分付費文檔八折起VIP用戶在購買精選付費文檔時可享受8折優惠，省上加省；參與折扣的付費文檔均會在閱讀頁標識出折扣價格。內容特權0下載券文檔一鍵搜索VIP用戶可在搜索時使用專有高級功能：一鍵搜索0下載券文檔，下載券不夠用不再有壓力！無限次復制特權VIP有效期內可以無限次復制文檔內容，不用下載即可獲取文檔內容文檔格式轉換VIP有效期內可以將PDF文檔轉換成word或ppt格式，一鍵轉換，輕松編輯！閱讀頁去廣告VIP有效期內享有搜索結果頁以及文檔閱讀頁免廣告特權，清爽閱讀沒有阻礙。多端互通VIP有效期內可以無限制將選中的文檔內容一鍵發送到手機，輕松實現多端同步。其他特權抽獎特權開通VIP后可以在VIP福利專區不定期抽獎，千萬獎池送不停！福利特權開通VIP后可在VIP福利專區定期領取多種福利禮券。VIP專享精彩活動開通VIP后可以享受不定期的VIP優惠活動，活動多多，優惠多多。VIP專屬身份標識當您成為百度文庫VIP后，您的專有身份標識將被點亮，隨時隨地彰顯尊貴身份。專屬客服VIP專屬客服，第一時間解決你的問題。專屬客服QQ：800049878VIP禮包百度閱讀VIP精品版特權享受閱讀VIP精品版全部權益：1.海量精選書免費讀2.熱門好書搶先看3.獨家精品資源4.VIP專屬身份標識5.全站去廣告6.名人書友圈7.三端同步路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索！ThenEnd知識影響格局，格局決定命運！百度文庫特權福利特權說明服務特權VIP專享文檔下載特權VIP實驗:探究彈簧彈力的大小與伸長量的關系第3章2021實驗:探究彈簧彈力的大小與伸長量的關系第3章2021內容索引0102課前篇自主預習課堂篇探究學習內容索引0102課前篇自主預習課堂篇探究學習百度文庫VIP特權福利特權說明服務特權VIP專享文檔下載特權VIP用戶有效期內可使用VIP專享文檔下載特權下載或閱讀完成VIP專享文檔（部分VIP專享文檔由于上傳者設置不可下載只能閱讀全文），每下載/讀完一篇VIP專享文檔消耗一個VIP專享文檔下載特權。年VIP月VIP連續包月VIP享受60次VIP專享文檔下載特權，一次發放，全年內有效。VIP專享文檔下載特權自VIP生效起每月發放一次，每次發放的特權有效期為1個月，發放數量由您購買的VIP類型決定。每月專享9次VIP專享文檔下載特權，自VIP生效起每月發放一次，持續有效不清零。自動續費，前往我的賬號-我的設置隨時取消。共享文檔下載特權VIP用戶有效期內可使用共享文檔下載特權下載任意下載券標價的文檔（不含付費文檔和VIP專享文檔），每下載一篇共享文檔消耗一個共享文檔下載特權。年VIP月VIP連續包月VIP享受100次共享文檔下載特權，一次發放，全年內有效贈送的共享文檔下載特權自VIP生效起每月發放一次，每次發放的特權有效期為1個月，發放數量由您購買的VIP類型決定。贈送每月15次共享文檔下載特權，自VIP生效起每月發放一次，持續有效不清零。自動續費，前往我的賬號-我的設置隨時取消。累積特權在購買的VIP時長期間，下載特權不清零。100W優質文檔免費下載VIP有效期內的用戶可以免費下載VIP免費文檔，不消耗下載特權，非會員用戶需要消耗下載券/積分獲取。部分付費文檔八折起VIP用戶在購買精選付費文檔時可享受8折優惠，省上加??；參與折扣的付費文檔均會在閱讀頁標識出折扣價格。內容特權0下載券文檔一鍵搜索VIP用戶可在搜索時使用專有高級功能：一鍵搜索0下載券文檔，下載券不夠用不再有壓力！無限次復制特權VIP有效期內可以無限次復制文檔內容，不用下載即可獲取文檔內容文檔格式轉換VIP有效期內可以將PDF文檔轉換成word或ppt格式，一鍵轉換，輕松編輯！閱讀頁去廣告VIP有效期內享有搜索結果頁以及文檔閱讀頁免廣告特權，清爽閱讀沒有阻礙。多端互通VIP有效期內可以無限制將選中的文檔內容一鍵發送到手機，輕松實現多端同步。其他特權抽獎特權開通VIP后可以在VIP福利專區不定期抽獎，千萬獎池送不停！福利特權開通VIP后可在VIP福利專區定期領取多種福利禮券。VIP專享精彩活動開通VIP后可以享受不定期的VIP優惠活動，活動多多，優惠多多。VIP專屬身份標識當您成為百度文庫VIP后，您的專有身份標識將被點亮，隨時隨地彰顯尊貴身份。專屬客服VIP專屬客服，第一時間解決你的問題。專屬客服QQ：800049878VIP禮包百度閱讀VIP精品版特權享受閱讀VIP精品版全部權益：1.海量精選書免費讀2.熱門好書搶先看3.獨家精品資源4.VIP專屬身份標識5.全站去廣告6.名人書友圈7.三端同步知識影響格局，格局決定命運！百度文庫特權福利特權說明服務特權VIP專享文檔下載特權VIP學習目標思維導圖1.知道科學探究的過程,探究彈力與彈簧伸長量之間的關系。(科學探究)2.學會利用列表法、圖像法、函數法處理實驗數據。(科學探究)3.能根據F-x、F-l圖像求出彈簧的勁度系數。(科學思維)學習目標思維導圖1.知道科學探究的過程,探究彈力與彈簧伸長量課前篇自主預習課前篇自主預習必備知識一、實驗原理1.如圖所示,在彈簧下端懸掛鉤碼時彈簧會伸長,平衡時彈簧產生的彈力與所掛鉤碼受到的重力大小相等。彈簧的原長與掛上鉤碼后彈簧的長度可以用刻度尺測出,其伸長量x可以用掛上鉤碼后彈簧的長度減去彈簧的原長來求得。必備知識一、實驗原理2.建立直角坐標系,以縱坐標表示彈力大小F,以橫坐標表示彈簧的伸長量x,在坐標系中描出實驗所測得的各組(x,F)對應的點,用平滑的曲線連接起來,根據實驗所得的圖線,就可探知彈力大小與彈簧伸長量之間的關系。2.建立直角坐標系,以縱坐標表示彈力大小F,以橫坐標表示彈簧二、實驗器材鐵架臺、刻度尺、輕彈簧、鉤碼(一盒)、三角板、鉛筆、坐標紙等。三、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時的長度l0,即原長。二、實驗器材2.如圖所示,在彈簧下端掛質量為m1的鉤碼,測出鉤碼靜止時彈簧的長度l1,記錄m1和l1。3.改變所掛鉤碼的質量,重復步驟2,記錄m2、m3、m4、m5、……和相應的彈簧長度l2、l3、l4、l5、……。2.如圖所示,在彈簧下端掛質量為m1的鉤碼,測出鉤碼靜止時彈4.計算出每次彈簧的伸長量x(x=l-l0)和彈簧受到的拉力F(F=mg),并將數據填入表格。實驗次數1234567m/g

F/N0

l/cm

x/cm0

4.計算出每次彈簧的伸長量x(x=l-l0)和彈簧受到的拉力自我檢測1.正誤辨析(1)實驗要研究的是彈簧的彈力與彈簧長度的關系。(

)解析

本實驗研究的是彈簧的彈力與彈簧伸長量的關系。答案

×(2)每次實驗,重物靜止時所掛重物的重力與彈簧的彈力大小相等。(

)解析

重物靜止時,所掛重物的重力與彈簧的彈力大小相等。答案

√(3)彈簧的伸長量等于彈簧的長度與彈簧原長之差。(

)解析

彈簧的伸長量等于彈簧的長度減去彈簧的原長。答案

√自我檢測1.正誤辨析2.(多選)在“探究彈力與彈簧形變量的關系”實驗中,關于測量彈簧原長的操作步驟的先后順序,下列說法正確的是(

)A.先測量彈簧的原長,后豎直懸掛B.先豎直懸掛,后測量彈簧的原長C.先后順序對實驗結果無影響D.先后順序對實驗結果的影響程度取決于彈簧的自身重力2.(多選)在“探究彈力與彈簧形變量的關系”實驗中,關于測量解析

由于彈簧自身重力的影響,彈簧平放時的長度與豎直懸掛時的長度不同,豎直懸掛時長度更長一些。由于實驗時彈簧始終處于豎直狀態,故彈簧長度一直受自身重力的影響,所以測量原長時,應測量彈簧豎直懸掛時的長度,B、D項正確。答案

BD解析由于彈簧自身重力的影響,彈簧平放時的長度與豎直懸掛時的課堂篇探究學習課堂篇探究學習問題一數據處理情境探究在“探究彈簧的彈力與彈簧伸長量的關系”實驗中,所得數據如下表:鉤碼質量m/g0100.0200.0300.0400.0500.0600.0彈簧長度L/cm15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.00伸長長度x/cm03.947.8211.7815.6619.6027怎樣處理上面數據可以直觀簡潔地分析出彈簧的彈力與彈簧伸長量的關系?要點提示

以彈簧的彈力為縱坐標,以彈簧的伸長量為橫坐標,將對應的彈簧彈力與彈簧的伸長量在坐標系中描點,用平滑的曲線連接各點,得出彈力F隨彈簧伸長量x變化的圖像。問題一數據處理情境探究在“探究彈簧的彈力與彈簧伸長量的關系”知識點撥1.畫F-x圖像:建立直角坐標系,以F為縱軸,x為橫軸,根據測量數據用描點法作圖。連接各點得出F隨x變化的圖線。2.寫F-x的函數式:以彈簧的伸長量為自變量,寫出彈力和彈簧伸長量之間的函數關系。首先嘗試一次函數,如果不行則考慮二次函數。3.解釋式中常數的物理意義:得出彈力和彈簧伸長量之間的定量關系式,解釋函數表達式中常數的物理意義。知識點撥1.畫F-x圖像:建立直角坐標系,以F為縱軸,x為橫實例引導例1某同學用如圖甲所示的裝置做“探究彈力和彈簧伸長量的關系”的實驗。他先測出不掛鉤碼時彈簧下端指針所指刻度尺的刻度,然后在彈簧下端掛上鉤碼,并逐個增加鉤碼,分別測出鉤碼靜止時指針所指刻度尺的刻度,所得數據列表如下(g取10m/s2):實例引導例1某同學用如圖甲所示的裝置做“探究彈力和彈簧伸長量鉤碼質量m/g0100200300400500600700刻度尺的刻度l/cm12.0013.4015.1016.8518.6020.3022.1024.00(1)根據所測數據,在坐標紙(圖乙)上畫出彈簧指針所指刻度尺的刻度l與鉤碼質量m的關系圖像。(2)根據l-m圖像可計算出,該彈簧的勁度系數為

N/m。(結果保留3位有效數字)

鉤碼質量m/g0100200300400500600700刻解析

(1)描點作圖,如圖所示:答案

(1)見解析圖

(2)58.3(58.1~58.5均可)解析(1)描點作圖,如圖所示:答案(1)見解析圖(2規律方法

作圖法作圖方法:(1)選擇坐標軸的合適標度;(2)描點,用平滑的曲線(或直線)將坐標紙上的各點連起來,若是直線,應使各點均勻分布于直線上或直線兩側,偏離直線太大的點應舍棄;(3)通過改變變量的方法,如把變量x改為

,x2,……,把曲線變為直線,使圖像更直觀。規律方法作圖法問題二誤差分析和注意事項情境探究情境根據胡克定律可知,彈簧彈力F與伸長量x成正比,因此,x-F圖像應為過原點的直線,而某同學根據測得的數據繪出如圖所示圖像。探究(1)圖像不過縱軸原點(即F=0,x≠0)的原因。(2)圖像上部分彎曲的原因。

問題二誤差分析和注意事項情境探究情境根據胡克定律可知,彈簧彈要點提示

(1)彈簧自身有重量,造成了不受力時,彈簧也有一定伸長量。(2)圖像上部分彎曲是拉力較大造成的。要點提示(1)彈簧自身有重量,造成了不受力時,彈簧也有一定知識點撥1.誤差分析(1)讀數和作圖時會帶來偶然誤差。為了減小偶然誤差,要盡量多測幾組數據和規范作圖。(2)彈簧豎直懸掛時,未考慮彈簧自身重力的影響會帶來系統誤差。為了減小該系統誤差,實驗中應使用輕質彈簧。知識點撥1.誤差分析2.注意事項(1)實驗中彈簧下端掛的鉤碼不要太多,以免超出彈簧的彈性限度。(2)測量長度時,應區別彈簧原長l0、實際長度l及伸長量x三者之間的不同,明確三者之間的關系。(3)記錄數據時要注意彈力及伸長量的對應關系及單位。(4)描點作圖時,應使盡量多的點落在畫出的線上,可允許少數點分布于線兩側,描出的線不應是折線,而應是平滑的曲線或直線。2.注意事項實例引導例2(多選)在“探究彈力與彈簧伸長量的關系”的實驗中,以下說法正確的是(

)A.彈簧被拉伸時,不能超出它的彈性限度B.用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力時,應豎直懸掛彈簧,掛在彈簧下端的鉤碼應處于靜止狀態C.用刻度尺測得的彈簧的長度即為彈簧的伸長量D.用幾個不同的彈簧,分別測出它們所受的拉力與伸長量,可得出拉力與伸長量之比相等實例引導例2(多選)在“探究彈力與彈簧伸長量的關系”的實驗中解析

實驗時彈簧被拉伸的長度不能超出它的彈性限度,A正確;要使彈簧的彈力等于鉤碼重力的大小,應豎直懸掛彈簧,且要使彈簧下端的鉤碼處于靜止狀態,B正確;彈簧的伸長量等于彈簧的長度減去彈簧的原長,C錯誤;不同的彈簧的勁度系數不同,所以拉力與伸長量之比不相等,D錯誤。答案

AB解析實驗時彈簧被拉伸的長度不能超出它的彈性限度,A正確;要變式訓練下列關于“探究彈力和彈簧伸長量的關系”實驗的說法中正確的是(

)A.實驗中k的具體數值必須計算出來B.如果沒有測出彈簧原長,用彈簧長度L代替x,F-L圖線也是一條過原點的直線C.利用F-x圖線可求出k值D.實驗時要把所有點連到線上,才能探究得到真實規律變式訓練下列關于“探究彈力和彈簧伸長量的關系”實驗的說法中正解析

“探究彈力和彈簧伸長量的關系”實驗中利用F-x圖線可求出k值,但不一定要求解出k值,實驗中用彈簧長度L代替x,F-L圖線不是過原點的一條直線,作圖時絕大多數點通過直線,偏離較大的點應舍去。C項對。答案

C解析“探究彈力和彈簧伸長量的關系”實驗中利用F-x圖線可求隨堂檢測1.一個實驗小組在“探究彈力與彈簧伸長量的關系”的實驗中,使用兩條不同的輕質彈簧a和b,得到彈力F與彈簧長度L的圖像如圖所示,下列表述正確的是(

)A.a的原長比b的長B.a的勁度系數比b的大C.a的勁度系數比b的小D.測得的彈力與彈簧的長度成正比隨堂檢測1.一個實驗小組在“探究彈力與彈簧伸長量的關系”的實解析

在圖像中橫截距表示彈簧的原長,故b的原長比a的長,A錯誤;斜率表示彈簧的勁度系數k,故a的勁度系數比b的大,B正確,C錯誤;彈簧的彈力滿足胡克定律,彈力與彈簧的形變量成正比,故D錯誤。答案

B解析在圖像中橫截距表示彈簧的原長,故b的原長比a的長,A錯2.在探究“彈力與彈簧伸長的關系”的實驗中,下列說法正確的是(

)A.實驗中勁度系數k的具體數值必須計算出來B.如果沒有測出彈簧原長,用彈簧長度L代替x,F-L圖線也是一條過原點的直線C.利用F-x直線可求出k值D.實驗時要把所有點連到線上,才能探索得到真實規律2.在探究“彈力與彈簧伸長的關系”的實驗中,下列說法正確的是解析

因為是同一條彈簧,勁度系數一樣,無需具體計算k值,故A錯誤;用彈簧長度L代替x,F-L圖線不過原點,故B錯誤;在F-x圖像中圖像的斜率表示勁度系數的大小,故利用F-x直線可以求出k值,C正確;實驗時并非把所有點連到線上,而是讓直線穿過盡量多的點,不能穿過的點均勻分布在圖線的兩側,這樣可以剔除誤差比較大的點,故D錯誤。答案

C解析因為是同一條彈簧,勁度系數一樣,無需具體計算k值,故A3.如圖甲所示,用鐵架臺、彈簧和多個已知質量且質量相等的鉤碼探究在彈性限度內彈簧彈力與彈簧伸長量的關系。(1)為完成該實驗,設計的實驗步驟如下:A.以彈簧伸長量為橫坐標,以彈力為縱坐標,描出各組(x,F)對應的點,并用平滑的曲線連接起來;3.如圖甲所示,用鐵架臺、彈簧和多個已知質量且質量相等的鉤碼B.記下彈簧不掛鉤碼時其下端所對應的刻度l0;C.將鐵架臺固定于桌子上,并將彈簧的一端系于橫梁上,在彈簧附近豎直固定一把刻度尺;D.依次在彈簧下端掛上1個、2個、3個、4個…鉤碼,分別記下鉤碼靜止時彈簧下端所對應的刻度,并記錄在表格內,然后取下鉤碼;E.以彈簧伸長量為自變量,寫出彈力與伸長量的關系式,首先嘗試寫成一次函數,如果不行,則考慮二次函數;F.解釋函數表達式中常數的物理意義。請將以上步驟按操作的先后順序排列出來:

。

B.記下彈簧不掛鉤碼時其下端所對應的刻度l0;請將以上步驟按(2)圖乙是彈簧彈力F與彈簧伸長量x的關系圖像,由此可求出彈簧的勁度系數為

N/m,圖線不過原點是由于

。

解析

(1)根據完成實驗的合理性可知,先后順序為CBDAEF。(2)取圖像中(0.5

cm,0)和(3.5

cm,6

N)兩個點,代入ΔF=kΔx,解得k=200

N/m。由于彈簧自身重力的影響,使得彈簧不加外力時就有形變量。答案

(1)CBDAEF(2)200

彈簧自身重力的影響(2)圖乙是彈簧彈力F與彈簧伸長量x的關系圖像,由此可求出彈4.“探究彈力和彈簧伸長量的關系”的實驗裝置如圖甲所示,實驗時先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度,再將5個鉤碼逐個掛在彈簧