《高中物理必修 第二章实验二研究弹力与弹簧伸长的关系& 实验三 探究求合力的方法.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理必修 第二章实验二研究弹力与弹簧伸长的关系& 实验三 探究求合力的方法.ppt（64页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、一、实验目的1探究弹力和弹簧伸长量之间的关系2学会利用图象法处理实验数据,二、实验原理1如图实21所示，在弹簧下端 悬挂钩码时弹簧会伸长，平衡时 弹簧产生的弹力与所挂钩码的重 力大小相等,2弹簧的长度可用刻度尺直接测出，伸长量可以由拉长后 的长度减去弹簧原来的长度进行计算这样就可以研究 弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系了,三、实验器材 铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角板、坐标纸、重垂线、铅笔,四、实验操作1实验步骤(1)将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测 出弹簧自然伸长状态时的长 度l0，即原长,(2)如图实22所示，将已知质量的钩码挂在弹簧的下 端，在平衡时测量弹
2、簧的总长L并计算钩码的重力，填 写在记录表格里.,(3)在弹簧的弹性限度内改变所挂钩码的质量，重复前面的 实验过程多次,2数据处理(1)以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的 伸长量x为横坐标，用描点法作图连接各点，得出弹力 F随弹簧伸长量x变化的图线(2)以弹簧的伸长量x为自变量，写出曲线所代表的函数首 先尝试写成一次函数，如果不行则考虑二次函数(3)得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达 式中常数的物理意义,五、注意事项1所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹 性限度2每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标上描的 点尽可能稀，这样作出的图线更精确3测弹
3、簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态 时测量，以减小误差,4描点画线时，所描的点不一定都落在一条曲线上，但应 注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧描出的线不 应是折线，而应是平滑的曲线5记录数据时要注意弹力与弹簧伸长量的对应关系及单位,六、误差分析1钩码标值不准确及弹簧长度测量不准确带来误差2作图时描点及连线不准确也会带来误差3弹簧竖直悬挂时，未考虑弹簧自身重力的影响而带来 误差,(1)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，以下说法正确的是()A弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度B用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖 直位置且处于平衡状态C用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸
4、长量D用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出 拉力与伸长量之比相等,(2)某同学做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把LL0作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是图实23中的(),解析本题主要考查使用弹簧时应注意的问题，还有用图象法来描述弹簧的弹力与其伸长量间的关系(1)实验中应以所研究的一根弹簧为实验对象，在弹性限度内通过增减钩码的数目来改变对弹簧的拉力，以探索弹力与弹簧伸长的关系，并且拉力和重力平衡，所以选A、B.,(2)由于
5、考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量x0，所以选C.,答案(1)AB(2)C,某同学在做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，设计了如图实24所示的实验装置，所用的每个钩码质量都是30 g，他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，然后再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在下面的表格中(弹力始终未超过弹性限度，g取9.8 m/s2),(1)完成上面表格再根据这些实验数据在图实25给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长L之间的函数关系图线，说明图线跟坐标轴交点的物理意义：_.(2)在(1)中所得图线的物理意义是_该弹簧的劲度系数k_.,解析(1)弹力
6、的大小等于钩码所受的重力，即Fmg.,根据实验数据在坐标纸上描出的点，基本上在同一条直线上，可以判定F和L间是一次函数关系画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点均匀地分布在直线两侧，函数关系图象如图实26所示该图线跟坐标轴交点的横坐标表示弹簧的原长,(2)图线的物理意义是表明弹簧弹力的大小和弹簧伸长量的大小成正比，由此可得k，将数据代入求平均值可得k25.3 N/m.,答案见解析,一、实验目的1会用弹簧测力计和细线测出力的大小和方向2探究求合力的方法,二、实验原理 一个力F的作用效果和两个力F1、F2的作用效果都是使同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点，所以力F就是这两个力F1
7、和F2的合力，作出力F的图示再根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示，比较F和F的大小和方向是否相同，若相同，则说明互成角度的两个力合成时遵循平行四边形定则,三、实验器材 方木板，白纸，弹簧测力计(两只)，橡皮条，细绳套(两个)，三角板，刻度尺，图钉(几个),四、实验操作1用图钉把白纸钉在水平桌面的方木板上2用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端 拴上两个细绳套,3用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸 长到某一位置O，如图实31所示，记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描 下O点的位置及此时两细绳套的方向4用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳的方向画直线，按
8、选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行 四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示,5只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到 同样的位置O，记下弹簧测力计的读数和细绳的方向，用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出这只 弹簧测力计的拉力F的图示6比较力F与用平行四边形定则作出的合力F在大小和 方向上是否相同7改变两个力F1与F2的大小和夹角，再重复实验两次,五、注意事项1同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹 簧测力计调零后互钩对拉，若两只弹簧测力计在对拉过 程中，读数相同，则可选用；若读数不同应矫正弹簧测
9、 力计或另换，直至相同为止2在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点O位置一定要 相同,3用两只弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，夹角不宜太大也不宜太小，在60100之间为宜4读数时应注意使弹簧测力计与木板平行，并使细绳套与 弹簧测力计的轴线在同一条直线上，避免弹簧测力计的 外壳与弹簧测力计的限位卡之间有摩擦眼睛要正视弹 簧测力计的刻度，在合力不超过量程及橡皮条弹性限度 的前提下，拉力的数值应尽量大些,5细绳套应适当长一些，便于确定力的方向不要直接沿 细绳套的方向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点，去掉细绳套后，再将所标点与O点连接，即可确定力的方 向6在同一次实验中，画力的图示所选定的
10、标度要相同，并且 要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些,六、误差分析1弹簧测力计本身的误差2读数误差和作图误差3两分力F1、F2间的夹角越大，用平行四边形定则作图 得出的合力F的误差也越大,(2009山东高考)某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物，如图实32所示,(1)为完成该实验，下述操作中必需的是_a测量细绳的长度b测量各橡皮筋的原长c测量悬挂重物后各橡皮
11、筋的长度d记录悬挂重物后结点O的位置(2)钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证，可采用的方法是_.,解析(1)三段相同的橡皮筋，具有相同的劲度系数，故三段橡皮筋的形变量的大小代表了三段橡皮筋承受的力的大小，故必需b、c项A、B两点固定，O点的位置则决定了三个力的方向(因绳中的力恒沿绳的方向)，故必需d项(2)最简便的方法是：更换不同的小重物,答案(1)b、c、d(2)更换不同的小重物,(2010宁波检测)“探究求合力的方法”的实验如图实33甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳图实33乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图,(1)图乙中的_是力F1和
12、F2的合力的理论值；_是力F1和F2的合力的实际测量值(2)在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，那么实验结果是 否会发生变化？答：_.(选填“变”或“不变”)(3)本实验采用的科学方法是()A理想实验法B等效替代法 C控制变量法 D建立物理模型法,解析(1)用平行四边形定则作图得到的是实验的理论值，即F；直接测量得到的是实际测量值，即F.(2)细绳的作用是对结点O施加不同方向的拉力F1、F2，换用橡皮筋拉结果是一样的(3)力的合成与分解使用的是等效替代法B正确,答案(1)FF(2)不变(3)B,一、实验目的1会用弹簧测力计和细线测出力的大小和方向2探究求合力的方法,二、实验原理 一个力F的作用效
13、果和两个力F1、F2的作用效果都是使同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点，所以力F就是这两个力F1和F2的合力，作出力F的图示再根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示，比较F和F的大小和方向是否相同，若相同，则说明互成角度的两个力合成时遵循平行四边形定则,三、实验器材 方木板，白纸，弹簧测力计(两只)，橡皮条，细绳套(两个)，三角板，刻度尺，图钉(几个),四、实验操作1用图钉把白纸钉在水平桌面的方木板上2用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端 拴上两个细绳套,3用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸 长到某一位置O，如图实31所示，记录两弹簧测力计的读数
14、，用铅笔描 下O点的位置及此时两细绳套的方向4用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳的方向画直线，按 选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行 四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示,5只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到 同样的位置O，记下弹簧测力计的读数和细绳的方向，用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出这只 弹簧测力计的拉力F的图示6比较力F与用平行四边形定则作出的合力F在大小和 方向上是否相同7改变两个力F1与F2的大小和夹角，再重复实验两次,五、注意事项1同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹 簧
15、测力计调零后互钩对拉，若两只弹簧测力计在对拉过 程中，读数相同，则可选用；若读数不同应矫正弹簧测 力计或另换，直至相同为止2在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点O位置一定要 相同,3用两只弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，夹角不宜太大也不宜太小，在60100之间为宜4读数时应注意使弹簧测力计与木板平行，并使细绳套与 弹簧测力计的轴线在同一条直线上，避免弹簧测力计的 外壳与弹簧测力计的限位卡之间有摩擦眼睛要正视弹 簧测力计的刻度，在合力不超过量程及橡皮条弹性限度 的前提下，拉力的数值应尽量大些,5细绳套应适当长一些，便于确定力的方向不要直接沿 细绳套的方向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一
16、个点，去掉细绳套后，再将所标点与O点连接，即可确定力的方 向6在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且 要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些,六、误差分析1弹簧测力计本身的误差2读数误差和作图误差3两分力F1、F2间的夹角越大，用平行四边形定则作图 得出的合力F的误差也越大,(2009山东高考)某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物，如图实32所示,(
17、1)为完成该实验，下述操作中必需的是_a测量细绳的长度b测量各橡皮筋的原长c测量悬挂重物后各橡皮筋的长度d记录悬挂重物后结点O的位置(2)钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证，可采用的方法是_.,解析(1)三段相同的橡皮筋，具有相同的劲度系数，故三段橡皮筋的形变量的大小代表了三段橡皮筋承受的力的大小，故必需b、c项A、B两点固定，O点的位置则决定了三个力的方向(因绳中的力恒沿绳的方向)，故必需d项(2)最简便的方法是：更换不同的小重物,答案(1)b、c、d(2)更换不同的小重物,(2010宁波检测)“探究求合力的方法”的实验如图实33甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳图实33乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图,(1)图乙中的_是力F1和F2的合力的理论值；_是力F1和F2的合力的实际测量值(2)在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，那么实验结果是 否会发生变化？答：_.(选填“变”或“不变”)(3)本实验采用的科学方法是()A理想实验法B等效替代法 C控制变量法 D建立物理模型法,解析(1)用平行四边形定则作图得到的是实验的理论值，即F；直接测量得到的是实际测量值，即F.(2)细绳的作用是对结点O施加不同方向的拉力F1、F2，换用橡皮筋拉结果是一样的(3)力的合成与分解使用的是等效替代法B正确,答案(1)FF(2)不变(3)B,
