资源简介

(共18张PPT)
《高中物理实验》
探究弹簧弹力与形变量的关系
目录
01
02
03
04
实验仪器及步骤
数据分析及处理
误差分析及讨论
实验目的及原理
05
实验的典型例题
目录
CONTENTS
PART 01
实验目的及原理
实验目的
通过观察认识到弹簧弹力与弹簧的形变量有关，形变量越大，弹力越大；
探究弹簧弹力与形变量的定量关系；
会根据二力平衡条件测量弹簧的弹力
会用列表法、图像法、函数法处理实验数据
能根据F-x图像求出弹簧的劲度系数
实验原理
1.弹簧弹力大小的确定：在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长，平衡时弹簧产生的弹力大小与所挂钩的重力大小相等，即F=mg;
2.弹簧伸长量的确定：在未挂重物时，用刻度尺测量弹簧原长l0，挂上钩码后，再用刻度尺测量弹簧长度l，则弹簧伸长量Δx=l-l0;
3.通过列表或图像法探究弹簧的弹力大小与弹簧伸长量之间的定量关系.
PART 02
实验仪器及步骤
实验仪器
铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、坐标纸、重锤线、铅笔。
实验步骤
1.将铁架台放在实验桌上，把弹簧悬挂再铁架台上，待弹簧自由下垂并静止时，测量原长l0。
2.依次在弹簧下端挂上1个钩码、2个钩码、3个钩码……每次钩码处于静止状态时，测出弹簧总长，然后计算伸长量Δx=l-l0，设计表格记录数据
注意事项
1.尽量选轻质弹簧以减小弹簧自身重力带来的影响。
2.实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，避免超出弹簧的弹性限度。
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不挂钩码时保持自然下垂状态，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力及形变量的对应关系及单位。
5.描点作图时，尽可能多的点落在画出的线上，可允许少数点均匀分布在线两侧，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。
PART 03
数据分析及处理
数据处理及分析
数据记录及处理
钩码个数 钩码质量m/kg 弹簧弹力F/N 弹簧总长l/(10-2m) 弹簧伸长量x/(10-2m)
1
2
3
4
5
6
数据处理：根据表格数据，在坐标纸建立合适的坐标，描点，作出弹簧弹力与伸长量之间的关系图像
实验结论：根据F-x图像，求出图像斜率________
数据处理及分析
实验结论：
1.在弹簧的弹簧限度内，弹簧的弹力与弹簧的伸长量成______.
2.弹簧弹力与弹簧伸长量的关系函数表达式是______________.
3.根据实验数据，计算得出实验所用弹簧的劲度系数为____N/m
PART 04
误差分析及讨论
问题讨论及误差分析
误差分析：本次实验产生误差的原因是？
①钩码标值不准确引起的实验误差；
②弹簧长度测量不准确可能引起实验误差；
③画图时描点连线不准确会引起实验误差。
误差分析：减小误差有哪些方法？
①为了减小由于读数和作图不准产生的偶然误差，多测几组数据。
②为减小弹簧竖直悬挂时未考虑弹簧重力的影响产生的系统误差,应使用较轻的弹簧。
问题讨论及误差分析
问题：实验过程中绘制的F与x图像如下图，请分别说明图线未过远点的原因。
弹簧弹力与弹簧长度关系
弹簧弹力与弹簧型变量关系
图线与横轴交点表示弹簧原长
图线与横轴交点表示弹簧自重引起
PART 05
实验的典型例题
实验的典型例题
(1)分析托盘的质量对本实验结果______(选填“有”或“无”)影响。
(2)由图像得弹簧的劲度系数为___________N/m(保留3位有效数字)。
(3)横坐标未经过坐标原点的原因______________。
3.36
【例题1】为测量一轻质弹簧的劲度系数，组装了如图(a)所示的装置。将弹簧竖直固定在铁架台上，弹簧下端连接一托盘，待弹簧静止时用刻度尺测量出弹簧的长度，然后逐渐增加托盘中的砝码，每次用刻度尺测量出弹簧的总长度。以砝码质量m为纵坐标，以弹簧长度l为横坐标，建立坐标系，并将测量得到的数据在坐标系中描点，如图(b)所示。(重力加速度取g=9.8m/s2)
无
弹簧原长
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