《科學探究：彈力》相互作用PPT(第2課時探究彈簧彈力的大小與伸長量的關系)
第一部分內容：明確原理
一、實驗目的
1．探究彈簧彈力大小與伸長量的關系．
2．了解彈簧測力計的工作原理．
二、實驗器材
鐵架臺、彈簧、毫米刻度尺、鉤碼若干、坐標紙．
三、實驗原理與設計
1．如圖1所示，在彈簧下端懸掛鉤碼時彈簧會伸長，由二力平衡知識可知，平衡時彈簧產生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等．
2．通過改變懸掛鉤碼的個數來改變彈簧彈力的大小，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．
四、實驗步驟
1．安裝實驗裝置，如圖2所示，記下彈簧下端不掛鉤碼時所對應的刻度l0.
2．在彈簧下端懸掛一個鉤碼，平衡時記下彈簧的總長度l1并記下鉤碼的質量m1.
3．增加鉤碼的個數，重復步驟2，并計算出每次彈簧的伸長量x和彈簧彈力F，將數據填入表格．
五、數據分析
1．以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標，以彈簧的伸長量x為橫坐標，用描點法作圖．連接各點，得出彈力F隨彈簧伸長量x變化的圖線，如圖3所示．
2．以彈簧伸長量為自變量，寫出彈力和彈簧伸長量之間的函數關系，函數表達式中常數即為彈簧的勁度系數，這個常數也可據F－x圖線的斜率求解，k＝ΔFΔx.
六、注意事項
1．所掛鉤碼不要過重，以免彈簧被過分拉伸，超出它的彈性限度．
2．每次所掛鉤碼的質量差盡量大一些，從而使坐標上描的點盡可能稀一些，這樣作出的圖線精確．
3．測彈簧長度時，一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時測量，刻度尺要保持豎直并靠近彈簧，以免增大誤差．
4．描點畫線時，所描的點不一定都落在一條直線上，但應注意一定要使各點均勻分布在直線的兩側．
5．記錄數據時要注意彈力及彈簧伸長量的對應關系及單位．
七、誤差分析
由于彈簧原長及伸長量的測量都不便于操作，存在較大的測量誤差，另外由于彈簧自身的重力的影響，即當未放重物時，彈簧在自身重力的作用下，已經有一個伸長量，這樣所作圖線往往不過原點．
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科學探究彈力PPT，第二部分內容：典例解讀
實驗原理及操作
如圖甲所示，用鐵架臺、彈簧和多個已知質量且質量相等的鉤碼探究在彈性限度內彈簧彈力與彈簧伸長量的關系．
(1)為完成實驗，還需要的實驗器材有：________．
(2)實驗中需要測量的物理量有：______________________________________________.
(3)圖乙是彈簧彈力F與彈簧伸長量x的F－x圖線，由此可求出彈簧的勁度系數為________ N/m.圖線不過原點是由于________________．
(4)為完成該實驗，設計的實驗步驟如下：
A．以彈簧伸長量為橫坐標，以彈力為縱坐標，描出各組(x，F)對應的點，并用平滑的曲線連接起來；
B．記下彈簧不掛鉤碼時其下端在刻度尺上的刻度l0；
C．將鐵架臺固定于桌子上，并將彈簧的一端系于橫梁上，在彈簧附近豎直固定一把刻度尺；
實驗數據處理及誤差分析
(2019•安徽滁州高一期末)某實驗小組做“探究彈力與彈簧伸長量的關系”的實驗，實驗時，先把彈簧平放在桌面上，用直尺測出彈簧的原長L0＝4.6 cm，再把彈簧豎直懸掛起來，在下端掛鉤碼，每增加一只鉤碼記下對應的彈簧長度L，數據記錄如下表所示：
(1)根據表中數據在圖中作出F－L圖線；
(2)由此圖線可得，該彈簧勁度系數k＝________N/m；
(3)圖線與L軸的交點坐標大于L0的原因是_____________________________________.
實驗改進與創(chuàng)新
(2019•四川棠湖中學高一期末)用如圖所示的裝置測定彈簧的勁度系數，被測彈簧一端固定于A點，另一端用細線繞過定滑輪掛鉤碼，旁邊附有一豎直放置的厘米刻度尺．當掛兩個鉤碼時，線上一定點P對應的刻度線如圖中的ab虛線所示，當掛三個鉤碼時，線上一定點P對應的刻度線如圖中的cd虛線所示．已知每個鉤碼的質量為50 g，重力加速度g＝9.8 m/s2.ab虛線處刻度尺讀數是d1＝______m；則被測彈簧的勁度系數為________N/m.
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