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1、2022-2023學(xué)年高中物理 第3章 實驗歸納:探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系學(xué)案 新人教版必修1
1.實驗原理
彈簧受到拉力作用會伸長,平衡時彈簧產(chǎn)生的彈力和外力大小相等;彈簧的伸長量越大,彈力也就越大.
2.實驗器材
鐵架臺、彈簧、鉤碼、刻度尺、坐標紙.
3.實驗步驟
(1)安裝實驗儀器(如圖1所示).
圖1
(2)測量彈簧的伸長量(或總長)及所受的拉力(或所掛鉤碼的質(zhì)量),列表作出記錄,要盡可能多測幾組數(shù)據(jù).
(3)根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標紙上描點,以力為縱坐標,以彈簧的伸長量為橫坐標.
(4)按照在圖中所繪點的分布與走向,嘗試作出一條平滑的曲線(包括直線),所畫的點不一定
2、正好在這條曲線上,但要注意使曲線兩側(cè)的點數(shù)大致相同.
(5)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),如果不行再考慮二次函數(shù).
4.數(shù)據(jù)處理
(1)列表法
將測得的F、x填入設(shè)計好的表格中,可以發(fā)現(xiàn)彈力F與彈簧伸長量x的比值在誤差允許范圍內(nèi)是相等的.
(2)圖象法
以彈簧伸長量x為橫坐標,彈力F為縱坐標,描出F、x各組數(shù)據(jù)相應(yīng)的點,作出的擬合曲線是一條過坐標原點的直線.
(3)函數(shù)法
彈力F與彈簧伸長量x滿足F=kx的關(guān)系.
5.注意事項
(1)不要超過彈性限度: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)盡量多測幾組數(shù)據(jù):要使用輕質(zhì)彈簧,且要盡量多測幾組數(shù)據(jù).
(3)觀察所描點的走向:本實驗是探究性實驗,實驗前并不知道其規(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.
(4)統(tǒng)一單位:記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力及彈簧伸長量的對應(yīng)關(guān)系及單位.
6.誤差分析
(1)鉤碼標值不準確、彈簧長度測量不準確帶來誤差.
(2)畫圖時描點及連線不準確也會帶來誤差.