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(共31张PPT)
教学课件
Teaching Courseware
20XX.XX.XX
第三章 相互作用
高中物理鲁科版（2019）必修第一册
第二节 科学探究：弹力
（第二课时）
PART.1
PART.2
PART.3
PART.4
素养目标
新课讲解
新课导入
经典例题
目录
CONTENTS
PART.2
PART.4
课堂练习
课堂小结
素养目标
1.了解常见形变，会用简单仪器显示微小形变。
2.理解弹力的概念，掌握弹力的产生条件及弹力方向的判定。
3.探究弹力与弹簧伸长量之间的关系。
4.理解并应用胡克定律进行分析与计算。
新课导入
弹簧弹力的大小与形变量有什么关系呢？
提出问题
弹簧的伸长量或缩短量越大，弹簧的弹力越大
大胆猜想
弹簧弹力的大小与弹簧的形变量成正比
设计实验
新课讲解
New lesson explanation
新课讲解
一、实验：探究弹簧弹力与形变的关系
1.实验目的
(1)探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系。
(2)了解弹簧测力计的工作原理。
2.实验器材
铁架台、带挂钩的弹簧、钩码、 。
刻度尺
新课讲解







间接测量量


直接测量量

5.图像法处理实验数据：作出弹簧弹力F 与弹簧伸长量x的关系图像，根据图像分析弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。

平衡

3.实验原理
4.物理量测量
新课讲解
6.实验步骤
(1)安装实验装置。
(2)记下弹簧下端不挂钩码时弹簧的长度。
(3)在弹簧挂钩上依次挂不同数量的钩码，并分别记下实验所挂钩码的总质量及弹簧长度。
(4)增加钩码的个数，重复上述实验过程，将数据填入表格中。以 F 表示弹力，表示弹簧的长度，表示弹簧的伸长量。
新课讲解
次数 1 2 3 4 5
钩码质量m/g
弹簧弹力F/N
弹簧长度l/cm
弹簧伸长量x/cm
0
0
10.95
0
1.85
12.80
0.5
50
100
1.0
14.65
3.70
5.60
16.55
1.5
150
200
2.0
18.40
7.45
7.数据分析
(1)将数据及计算结果填入表中。
弹簧弹力的大小与伸长量的关系
新课讲解
(2)在坐标纸上作出弹簧弹力大小随伸长量变化的图像，并进行分析讨论。
弹簧弹力 F(N) 0 0.5 1.0 1.5 2.0
弹簧形变量x(cm) 0 1.85 3.70 5.60 7.45
F/N
x/cm
0
×
×
×
×
×
0.5
1.0
2.0
1.5
2.5
3.0
1
2
3
4
5
6
7
8
新课讲解
在弹性限度内，弹力 F 的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度 x 成正比，即 F = kx，其中 k 是比例系数，单位是N/m。
（1）系统误差：弹簧竖直悬挂，自身重力使弹簧伸长，故实验时尽量选用质量好、重力小的弹簧。
（2）偶然误差：原因很多，如读数不准确、作图不规范、钩码不标准等。
8.实验结论
9.误差分析
新课讲解
(1)尽量选轻质弹簧以减小弹簧 带来的影响。
(2)实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，避免 。
(3)测量长度时，应区别弹簧原长l0、实际长度l及形变量x三者之间的不同，明确三者之间的关系。为了减小弹簧自身重力带来的影响，测弹簧原长时应让弹簧
在 时保持自由下垂状态，而不是平放在水平面上处于自然伸长状态。
(4)记录数据时要注意弹簧的弹力及形变量的对应关系及单位。
(5)描点作图时，应使尽量多的点落在画出的线上，可允许少数点均匀分布于线两侧，偏离太大的点应舍去，描出的线不应是折线，而应是平滑的曲线或直线。
10.注意事项
自身重力
超出弹簧的弹性限度
不挂钩码
新课讲解
二、胡克定律
胡克 英国科学家
（1635——1703）
1.内容：在弹性限度内，弹簧弹力F的大小
跟 成正比，即F＝ 。
2.劲度系数：式中的比例系数k称为弹簧的 ，单位是 ，符号是 ，是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量。
3.劲度系数与弹性体的 、 等因素有关。
弹簧伸长(或压缩)的长度x
kx
劲度系数
N/m
形状
材料
牛顿每米
新课讲解
4.弹力与弹簧伸长量的关系可用 F-x 图像表示，如图所示，其中图线的斜率表示弹簧的劲度系数k，即k = 。
①胡克定律适用于弹簧拉伸、压缩及橡皮条拉伸等情形；
②中的 是弹簧的形变量，是弹簧伸长（或缩短）的长度，而不是弹簧的总长度，这一点在解答题目时出错率较高；
③ 中的 k 是弹簧的劲度系数，它反映了弹簧的“软”“硬”程度，其值由弹簧自身决定，与弹力大小无关，“硬”弹簧的 k 值大；
④在应用 时，各物理量的单位通常用N、N/m、m表示。
新课讲解
生活中说有的弹簧 “硬”，有的弹簧 “软”，指的就是它们的劲度系数不同。那弹簧的劲度系数跟哪些因素有关呢？
弹簧的劲度系数k只与弹簧本身有关，由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定，它反应了弹簧的软硬程度，与弹力F的大小和形变量x无关。
弹簧的形变量越大，弹力就会越大，若将弹簧拉得很长甚至拉直，还能用胡克定律计算吗？
不能。超出了弹簧的弹性限度，不能再用胡克定律计算了。
新课讲解
在弹性限度内，弹簧弹力的变化量 F 与形变量的变化量 x 成正比
胡克定律的推论
经典例题
Classic Example
经典例题
1.(多选)关于胡克定律，下列说法正确的是（ ）
A.由F＝kx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x的大小成正比
B.由k＝可知，劲度系数k与弹力F成正比，与弹簧的形变量x成反比
C.弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的，与弹力F的大小和弹簧
　形变量x的大小无关
D.弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的数值
ACD
经典例题
2.由实验测得某弹簧所受弹力F和弹簧的长度x的关系图像如图所示，求：
(1)该弹簧的原长；
答案　 (1) 6 cm (2) 1 000 N/m
(2)该弹簧的劲度系数。
经典例题
3.用如图甲所示的装置来探究胡克定律。轻质弹簧的左端与固定在墙上的拉力传感器连接，右端在水平拉力F的作用下从原长开始沿水平方向缓慢伸长，弹簧与水平面不接触，通过刻度尺可以读出弹簧的伸长量x，通过拉力传感器可以读出拉力F，多次测量F、x，作出F－x图像如图乙所示，回答下列问题：
(1)当弹力增大到一定程度时，图像变弯曲，原因什么？
弹簧形变量超出弹簧的弹性限度
经典例题
(2)弹簧的劲度系数为____；
(3)弹簧的伸长量分别为x2和x1时，拉力传感器的示数之差为_________。
课堂练习
Classroom Practice
课堂练习
课堂练习
课堂练习
课堂练习
课堂练习
课堂练习
课堂小结
Class Summary
课堂小结
重力与弹力(二)
目标一：探究弹簧弹力大小与伸长量的关系
目标二：胡克定律
内容
表达式：F=kx
劲度系数
实验目的
实验器材
实验步骤
数据分析
误差分析及注意事项
x为形变量
k为劲度系数
仅与弹簧本身有关
探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系
了解弹簧测力计的工作原理
竖直悬挂弹簧测量原长
数据记录
图像法处理数据
实验结论
表格
感谢观看
THANK YOU

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