2022年高中物理 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系學(xué)案 新人教版必修1

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1、2022年高中物理 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系學(xué)案 新人教版必修1 1．探究彈力與彈簧伸長的定量關(guān)系． 2．學(xué)會利用列表法、圖象法、函數(shù)法處理實驗數(shù)據(jù)的科學(xué)方法． 1．彈簧受力會發(fā)生形變，形變的大小與受到的外力有關(guān)．沿著彈簧的方向拉彈簧，當形變穩(wěn)定時，彈簧產(chǎn)生的彈力與使它發(fā)生形變的拉力在數(shù)值上是相等的． 2．用懸掛法測量彈簧的彈力，運用的正是彈簧的彈力與掛在彈簧下面的鉤碼的重力相等． 3．彈簧的長度可用刻度尺直接測出，伸長量可以由拉長后的長度減去彈簧原來的長度進行計算．這樣就可以研究彈簧的彈力和彈簧伸長量之間的定量關(guān)系了． 輕質(zhì)彈簧(一根)，鉤碼(一盒)，刻度尺，鐵架臺，

2、重垂線，坐標紙，毫米刻度尺． 1．如圖1所示，將鐵架臺放在桌面上(固定好)，將彈簧的一端固定于鐵架臺的橫梁上，在靠近彈簧處將刻度尺(最小分度為1 mm)固定于鐵架臺上，并用重垂線檢查刻度尺是否豎直． 2．記下彈簧下端不掛鉤碼時所對應(yīng)的刻度L0. 3．在彈簧下端掛上一個鉤碼，待鉤碼靜止后，記下彈簧下端所對應(yīng)的刻度L1. 4．用上面方法，記下彈簧下端掛2個、3個、4個……鉤碼時，彈簧下端所對應(yīng)的刻度L2、L3、L4、……，并將所得數(shù)據(jù)記錄在表格中． 5．用xn＝Ln－L0計算出彈簧掛1個、2個、3個……鉤碼時彈簧的伸長量，并根據(jù)當?shù)刂亓铀俣戎礸，計算出所掛鉤碼的總重力，這個總重力

3、就等于彈簧彈力的大小，將所得數(shù)據(jù)填入表格. 6.根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標紙上描點，最好以彈簧彈力為縱坐標，以彈簧的伸長量為橫坐標． 7．按照圖中各點的分布與走向，嘗試作出一條平滑的曲線(包括直線)．所畫的點不一定正好都在這條曲線上，但要注意使曲線兩側(cè)的點數(shù)大致相同． 8．以彈簧的伸長量為自變量，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)…… 9．解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義． 1．實驗中彈簧下端掛的鉤碼不要太多，以免彈簧被過分拉伸，超過彈簧的彈性限度． 2．要使用輕質(zhì)彈簧，且要盡量多測幾組數(shù)據(jù)． 3．本實驗是探究性實驗，實驗

4、前并不知道其規(guī)律，所以描點以后所作的曲線是試探性的，只是在分析了點的分布和走向以后才決定用直線來連接這些點． 實驗二　驗證力的平行四邊形定則 1．驗證互成角度的兩個共點力合成時的平行四邊形定則． 2．通過驗證力的平行四邊形定則，培養(yǎng)學(xué)生用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)，并得出結(jié)論的能力． 使F′的作用效果以及F1和F2的作用效果都是使橡皮條伸長到某點，所以F′為F1和F2的合力，作出F′的圖示，再根據(jù)平行四邊形定則作出F1和F2的合力F的圖示，比較F、F′在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否大小相等方向相同． 方木板一塊，白紙，彈簧秤兩個，橡皮條，細繩套兩個，三角板，刻度尺，圖釘幾個，鉛筆

5、． 1．如圖1所示，在桌上平放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上． 2．用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，在橡皮條的另一端掛上兩條細繩，細繩的另一端系著繩套． 3．用兩個彈簧秤分別鉤住繩套，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. 4．用鉛筆記下O點的位置和兩條細繩的方向，讀出并記錄兩個彈簧秤的示數(shù)． 5．用鉛筆和刻度尺在白紙上從O點沿著兩條細繩的方向畫直線，按著一定的標度作出兩個力F1和F2的圖示，用平行四邊形定則求出合力F. 6．只用一個彈簧秤，通過細繩把橡皮條的結(jié)點拉到同樣位置O，讀出并記錄彈簧秤的示數(shù)，記下細繩的方向，按同一標度

6、作出這個力F′的圖示． 7．比較力F′與合力F的大小和方向，看它們在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等． 8．改變兩個分力的大小和夾角，再做兩次實驗 1．兩只彈簧秤在使用前應(yīng)檢查、校正零點，檢查量程和最小刻度單位，將兩彈簧秤鉤好后對拉，若兩只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，直至相同為止．使用彈簧秤時應(yīng)與板面平行． 2．實驗過程中，在使用彈簧秤的時候，要注意使彈簧秤與木板平面平行． 3．選用的橡皮條應(yīng)富有彈性，能發(fā)生彈性形變，同一次實驗中，橡皮條拉長后的結(jié)點O的位置必須保持不變． 4．在滿足合力不超過彈簧秤量程及橡皮條形變不超過彈性限度的條件下，應(yīng)使拉力盡量大一些，以減小誤差． 5．畫力的圖示時，應(yīng)選定恰當?shù)膯挝婚L度作為標度；作力的合成圖時，應(yīng)盡量將圖畫得大一些，但也不要太大而畫出紙外，要嚴格按力的圖示要求和幾何作圖法作出合力． 6．由作圖法得到的F和實際測量得到的F′不可能完全符合，但在誤差允許范圍內(nèi)可以認為F與F′符合即可．