1、2.9探究弹力和弹簧伸长的关系 验证力的平行四边形定则班级_ 姓名_ 小组_【学习目标】1通过阅读课本,说出实验目的、注意事项、原理、注意事项,会进行正确的实验操作。2通过对实验原理的巩固复习,能解决实验方案的创新。3通过复习,能对弹簧测力计及刻度尺等基本仪器正确使用、读数。4通过分析典例,能总结误差的来源,并会避免或者减少实验误差。【重点难点】重点:实验原理,实验步骤,数据处理及误差分析。难点:数据处理及误差分析;对创新实验的理解和应用【导学流程】(一)基础感知一、探究弹力和弹簧伸长的关系例1 如图a所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码,探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长长度的
2、关系实验。 (1)为完成实验,还需要的实验器材有:_(2)实验中需要测量(记录)的物理量有:_ (3)图b是弹簧所受弹力F与伸长长度x的F-x图线,由此可求出弹簧的劲度系数为_N/m,图线不过原点的原因是_(4)为完成该实验,设计的实验步骤如下:A以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组(x,F)对应的点,并用平滑的曲线连接起来; B记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0;C将铁架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一把刻度尺;D依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个钩码,并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度,并记录在表格内,然后取下钩码;E以弹簧伸长
3、量为自变量,写出弹力与弹簧伸长量的关系式首先尝试写成一次函数,如果不行,则考虑二次函数;F解释函数表达式中常数的物理意义; G整理仪器请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来:_.(5)某次用厘米刻度尺测量如图乙所示,指针示数为_cm。(6)本实验数据处理时,出现如图丙的图像,分析弯曲的原因:_,所以得出的结论:_ 例2 某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都应在_方向(填“水平”或“竖直”)弹簧自然悬挂,待弹簧_时,长度记为L0,弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx;在砝码盘中每次增加10g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6,数据如下表:代
4、表符号L0LxL1L2L3L4L5L6数值(cm)25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30表中有一个数值记录不规范,代表符号为_。由表可知所用刻度尺的最小长度为_。图16是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与_的差值(填“L0或Lx”)。由图可知弹簧的劲度系数为_N/m;通过图和表可知砝码盘的质量为_g(结果保留两位有效数字,重力加速度取9.8m/s2)。二:验证力的平行四边形定则实验例3 用如图甲所示的装置做“验证力的平行四边形定则”实验 (1)某同学操作如下,请完成相关内容:A在水平桌面上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图
5、钉把白纸钉在方木板上B用图钉把橡皮条的一端固定在板上的点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套C用两个弹簧秤分别勾住绳套,互成角度的拉橡皮条,使橡皮条拉长,结点到达某一位置O,记录下O点的位置,读出两个弹簧秤的示数,并_D先选_,再用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力FE用一只弹簧秤,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,让结点仍到达O点位置,_,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力F的图示。比较力F和F的大小和方向,看他们是否相同,得出结论。(2)某次弹簧测力计的示数如图,则两弹簧测力计的拉力大小分别为_N和_N)(3)某同学在完成验证力的平行四
6、边形定则实验操作后得到如下数据,请选好标度在方框中作图完成该同学未完成的实验处理。根据作图,可得出的结论是:_ (4)若两个弹簧测力计的读数为3N和4N,且两弹簧测力计拉力的方向夹角为锐角,则_(选填“能”或“不能”)用一个量程为5N的弹簧测力计测量出它们的合力,理由是_。思考:(1)图(b)所示是甲和乙两位同学在做以上实验时得到的结果,其中哪一个比较符合实验事实?(2)在以上比较符合实验事实的一位同学中,造成误差的主要原因是:(至少写出两种情况) (二)探究未知把自学中的疑惑和发现的问题,在下列空白处列出,以备议环节与同学讨论。 对议:在验证力的平行四边形试验中:(1)实验对细绳的长度有什么要求?(2)实验中两个细绳能换成两个橡皮筋吗?(3)两个细绳的长度及两个弹簧测力计的示数必须相同吗?(4)怎么检查两个弹簧测力计是否合格?(5)若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变,只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可组议:用如左图的装置,处理数据如右图,则(1) 由此图线可得出该弹簧的原长L0_ cm, 劲度系数k_ N/m。(结果均保留2位有效数字)(2)该实验放置与弹簧竖直悬挂放置比较,优点在于:_,缺点在于:_。