32科学探究弹力第2课时课件高一上学期物理

第2节科学探究：弹力第2课时第三章

相互作用学习目标1.能完成实验“探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系”。2.掌握胡克定律，并能用胡克定律进行简单的计算。弹簧弹力的大小与形变量有什么关系呢？提出问题弹簧的伸长量或缩短量越大，弹簧的弹力越大大胆猜想弹簧弹力的大小与弹簧的形变量成正比设计实验实验：探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系胡克定律1.实验目的(1)探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系。(2)了解弹簧测力计的工作原理。2.实验器材铁架台、带挂钩的弹簧、钩码、

3.实验原理与设计(1)将已知质量的钩码悬挂于弹簧上，由二力平衡可知，弹簧对钩码的弹力大小

钩码所受重力的大小。F=G(2)通过改变悬挂的钩码

来改变弹簧弹力的大小，测出弹簧未挂钩码时的

及挂钩码后的长度，可得出挂不同数量钩码情况下弹簧的

。(3)由此可进一步得出弹簧弹力的大小与弹簧伸长量的关系。等于个数长度(弹簧原长)伸长量4.实验步骤(1)安装实验装置。(2)用刻度尺测量弹簧原长。(3)在弹簧挂钩上依次挂不同数量的钩码，并分别记下实验所挂钩码的总质量及弹簧长度。次数12345钩码质量m/g

弹簧弹力F/N

弹簧长度l/cm

弹簧伸长量x/cm

0010.9501.8512.800.5501001.014.653.705.6016.551.51502002.018.407.455.数据分析(1)将数据及计算结果填入表中。

弹簧弹力的大小与伸长量的关系(2)在坐标纸上作出弹簧弹力大小随伸长量变化的图像，并进行分析讨论。弹簧弹力F(N)00.51.01.52.0弹簧形变量x(cm)01.853.705.607.45F/Nx/cm0×××××0.51.02.01.52.53.0123456786.实验结论(1)弹簧的弹力随伸长量的增大而

。(2)在误差允许范围内，弹簧的弹力大小与

成正比。增大伸长量用F表示用x表示(1)尽量选轻质弹簧以减小弹簧

带来的影响。(2)实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，避免

。(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

时保持自由下垂状态，而不是平放在水平面上处于自然伸长状态。7.注意事项自身重力超出弹簧的弹性限度不挂钩码(4)记录数据时要注意弹簧的弹力及形变量的对应关系及单位。(5)描点作图时，应使尽量多的点落在画出的线上，可允许少数点均匀分布于线两侧，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。在“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中。(1)下列实验步骤是甲同学准备完成的，请你帮他按正确操作的先后顺序，将各步骤前的字母写在横线上

。A.以弹簧伸长量为横坐标，以弹力大小为纵坐标，描出各组数据(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来；B.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；C.记下弹簧不挂钩码时，其下端对应的刻度l0；D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、…、n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.以弹簧伸长量为自变量，写出弹力的大小与弹簧伸长量的关系式；F.解释函数表达式中常数的物理意义。BCDAEF(2)乙同学在做实验过程中，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(L－l0)作为弹簧的伸长量x，由于弹簧自身重力的影响，这样操作最后画出的图线可能是____。C(3)如图是丙同学按正确步骤完成实验并画出弹簧弹力的大小和弹簧形变量的关系图线。写出该图线的函数表达式：____________。F＝0.43x(N)如图所示，你能根据图像求出表达式F＝kx中的比例系数k吗？它是什么物理量？F＝kx斜率3.503.002.502.001.501.000.50

（0，0）（13.6，3.5）

k为弹簧的劲度系数胡克英国科学家（1635——1703）胡克定律1.内容：在弹性限度内，弹簧弹力F的大小跟

成正比，即F＝

。2.劲度系数：式中的比例系数k称为弹簧的

，单位是

，符号是

，是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量。3.劲度系数与弹性体的

、

等因素有关。弹簧伸长(或压缩)的长度xkx劲度系数N/m形状材料牛顿每米1.弹簧的形变量越大，弹力就会越大，若将弹簧拉得很长甚至拉直，还能用胡克定律计算吗？不能。超出了弹簧的弹性限度，不能再用胡克定律计算了。2.生活中说有的弹簧“硬”，有的弹簧“软”，指的就是它们的劲度系数不同。那弹簧的劲度系数跟哪些因素有关呢？弹簧的劲度系数k只与弹簧本身有关，由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定，它反应了弹簧的软硬程度，与弹力F的大小和形变量x无关。例题：如图所示，一根轻弹簧长度由原来的5.00cm伸长为6.00cm时，手受到的弹力为10.0N。那么，当这根弹簧伸长到6.20cm时（在弹性限度内），手受到的弹力有多大？

C.弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的，与弹力F的大小和弹簧

形变量x的大小无关D.弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的数值ACD2.由实验测得某弹簧所受弹力F和弹簧的长度x的关系图像如图所示，求：(1)该弹簧的原长；答案(1)6cm(2)1000N/m(2)该弹簧的劲度系数。3.用如图甲所示的装置来探究胡克定律。轻质弹簧的左端与固定在墙上的拉力传感器连接，右端在水平拉力F的作用下从原长开始沿水平方向缓慢伸长，弹簧与水平面不接触，通过刻度尺可以读出弹簧的伸长量x，通过