高中物理新教材同步必修第一冊課件+講義第3章　實驗：探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系-課件下載-教習(xí)網(wǎng)

高中物理新教材同步課件必修第一冊高中物理新教材特點分析（一）趣味性強，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣在新時代教育制度的改革深化下，學(xué)生對于物理課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)興趣可以帶動學(xué)生不斷地進行探究。物理課程教學(xué)引入趣味性較高的新教材內(nèi)容，充實物理課堂，引入信息技術(shù)，利用多媒體等新時代信息化的教學(xué)手段，利用更加直觀、動態(tài)化的、可觀察的教學(xué)手段，向?qū)W生們展示物理教學(xué)課程當(dāng)中那些抽象的知識點，不斷地吸引學(xué)生們的好奇心與興趣力，讓學(xué)生在物理課堂上能夠充分感受到物理的魅力所在。（二）實踐性高，高效落實理論學(xué)習(xí) 在現(xiàn)代化教育課程的背景之下，新課程改革理念越來越融入生活與學(xué)習(xí)的方方面面，新教材逐步的顯現(xiàn)出強大影響力。（三）靈活性強，助力課程目標(biāo)達(dá)成隨著教育制度體系的改革，通過新時代新教材內(nèi)容的融入，教師不斷地革新教學(xué)手段，整合線上以及線下的教育資源內(nèi)容，可以為物理課堂增添新的活力與生機。第三章SHIYAN TANJIUTANHUANGTANLIYUXINGBIANLIANGDEGUANXI實驗：探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系明確原理提煉方法 / 精析典題提升能力 / 課時對點練 1.學(xué)會探究彈簧彈力與形變量之間的關(guān)系.2.會利用列表法、圖像法、函數(shù)法處理實驗數(shù)據(jù).3.能根據(jù)F－x圖像求出彈簧的勁度系數(shù).學(xué)習(xí)目標(biāo)內(nèi)容索引明確原理提煉方法Part　11.如圖所示，在彈簧下端懸掛鉤碼時彈簧會伸長，平衡時彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的重力大小 .相等一、實驗原理2.彈簧的長度可用直接測出，伸長量可以由伸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.刻度尺鐵架臺、彈簧、毫米刻度尺、鉤碼若干、坐標(biāo)紙.二、實驗器材1.按實驗原理圖安裝實驗裝置，記下彈簧時下端所對應(yīng)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并記下鉤碼的重力.3.增加鉤碼的個數(shù)，重復(fù)上述實驗過程，將數(shù)據(jù)填入表格，以F表示彈力，l表示彈簧的總長度，x＝表示彈簧的伸長量.三、實驗步驟自由下垂l－l01.建立如圖所示的直角坐標(biāo)系，以彈簧的彈力F為縱軸、以彈簧伸長量x為橫軸，根據(jù)測量數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點，作出F－x圖像.2.以彈簧的伸長量為自變量，寫出圖像所代表的函數(shù).首先嘗試一次函數(shù)，如果不行則考慮二次函數(shù).四、數(shù)據(jù)處理3.得出彈簧彈力和伸長量之間的定量關(guān)系，解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義.1.盡量選輕質(zhì)彈簧以減小彈簧自身重力帶來的影響.2.實驗中彈簧下端掛的鉤碼不要太多，避免超出彈簧的彈性限度.3.測量長度時，應(yīng)區(qū)別彈簧原長l0、實際長度l及伸長量x三者之間的不同，明確三者之間的關(guān)系.為了減小彈簧自身重力帶來的影響，測彈簧原長時應(yīng)讓彈簧在不掛鉤碼時保持自由下垂?fàn)顟B(tài)，而不是平放在水平面上.4.記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力與形變量的對應(yīng)關(guān)系及單位.5.描點作圖時，應(yīng)使盡量多的點落在畫出的線上，可允許少數(shù)點均勻分布于線兩側(cè)，偏離太大的點應(yīng)舍去，描出的線不應(yīng)是折線，而應(yīng)是平滑的曲線或直線.五、注意事項返回精析典題提升能力Part　2一、實驗原理及操作　(多選)在“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”的實驗中，以下說法正確的是A.在彈簧下端掛鉤碼時，不能掛太多鉤碼，以保證彈簧處于彈性限度內(nèi)B.用直尺測得彈簧的長度即為彈簧的伸長量C.彈簧豎直懸掛于鐵架臺的橫梁上，刻度尺應(yīng)豎直固定在彈簧附近D.用幾個不同的彈簧，分別測出幾組拉力與伸長量，得出拉力與伸長量之比均相等例1√√在彈簧下端掛鉤碼時，不能掛太多鉤碼，以保證彈簧處于彈性限度內(nèi)，故A正確；用直尺測得彈簧的長度減去彈簧原長即為彈簧的伸長量，故B錯誤；彈簧豎直懸掛于鐵架臺的橫梁上，刻度尺應(yīng)豎直固定在彈簧附近，故C正確；拉力與伸長量之比是勁度系數(shù)，由彈簧自身的長度、粗細(xì)、材料等因素決定，同一彈簧的勁度系數(shù)是不變的，不同的彈簧的勁度系數(shù)不一定相同，故D錯誤. 某同學(xué)做“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”實驗.例2(1)圖甲是不掛鉤碼時彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，其示數(shù)為7.73 cm；圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，此時彈簧的伸長量為______cm.6.93由題圖乙標(biāo)尺刻度可知示數(shù)l2＝14.66 cm，所以此時彈簧的伸長量為Δl＝l2－l1＝6.93 cm.(2)本實驗通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來改變彈簧的彈力，關(guān)于此操作，下列選項中規(guī)范的做法是______.(填選項前的字母)A.逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重量B.隨意增減鉤碼，記下增減鉤碼后指針?biāo)? 的標(biāo)尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重量A為防止彈簧超出彈性限度，應(yīng)逐漸增加鉤碼的重量，故選項A正確.(3)圖丙是該同學(xué)描繪的彈簧的伸長量x與彈力F的關(guān)系圖線，圖線的AB段明顯偏離直線OA，造成這種現(xiàn)象的主要原因是______________________________.彈簧形變量超出彈簧的彈性限度由題圖丙知AB段伸長量與彈力不成線性關(guān)系，主要原因是鉤碼重力過大，導(dǎo)致彈簧形變量超出彈簧的彈性限度.二、實驗數(shù)據(jù)的處理　(2021·北京市順義區(qū)第一中學(xué)高一期中)在“探究彈簧彈力與形變量關(guān)系”的實驗中，第一組同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的實驗裝置.在彈簧兩端各系一輕細(xì)的繩套，利用一個繩套將彈簧懸掛在鐵架臺上，另一端的繩套用來懸掛鉤碼.先測出不掛鉤碼時彈簧的長度，再將鉤碼逐個掛在彈簧的下端，每次都測出鉤碼靜止時相應(yīng)的彈簧總長度L，再算出彈簧伸長的長度x，并將數(shù)據(jù)填在下面的表格中.例3(1)在圖乙的坐標(biāo)紙上已經(jīng)描出了其中5次測量的彈簧彈力大小F與彈簧伸長的長度x對應(yīng)的數(shù)據(jù)點，請把第4次測量的數(shù)據(jù)對應(yīng)點描繪出來，并作出F－x圖線.答案　見解析圖根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)點，然后作出圖像如圖所示(2)根據(jù)(1)所得的F－x圖線可知，下列說法正確的是______(填選項前的字母).A.彈簧彈力大小與彈簧的總長度成正比B.彈簧彈力大小與彈簧伸長的長度成正比C.該彈簧的勁度系數(shù)為25 N/mD.該彈簧的勁度系數(shù)為0.25 N/mBC由題F－x圖像可知，彈簧的彈力F與彈簧伸長的長度x的圖像是過原點的一條傾斜直線，則F與x成正比，A錯誤，B正確；(3)關(guān)于本實驗操作，下列說法正確的是______.(填選項前的字母)A.懸掛鉤碼時，應(yīng)在鉤碼靜止后再讀數(shù)B.應(yīng)在彈簧的彈性限度范圍內(nèi)進行測量C.在安裝刻度尺時，必須使刻度尺保持豎直狀態(tài)D.在測量彈簧原長時，應(yīng)將彈簧平放在水平桌面上，使其自然伸長，并測出其長度ABC懸掛鉤碼時，應(yīng)在鉤碼靜止后再讀數(shù)，A正確；應(yīng)在彈簧的彈性限度范圍內(nèi)進行測量，B正確；為了減小誤差，在安裝刻度尺時，必須使刻度尺保持豎直狀態(tài)，C正確；在測量彈簧原長時，應(yīng)將彈簧豎直懸掛，使其自然伸長，并測出其長度，D錯誤.(4)第二小組同學(xué)在“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”的實驗中，使用兩條不同的輕質(zhì)彈簧a和b，得到彈簧彈力與彈簧長度之間的關(guān)系圖像如圖丙所示，下列表述正確的是________.A.a的原長比b的短B.a的勁度系數(shù)比b的小C.a的勁度系數(shù)比b的大D.測得彈簧的彈力與彈簧的長度成正比AC由題圖丙知，當(dāng)彈簧的彈力為零時，彈簧處于原長，b的原長大于a的原長，A正確；斜率代表勁度系數(shù)，a的勁度系數(shù)大于b的勁度系數(shù)，C正確，B錯誤；彈簧的彈力與彈簧的形變量成正比，D錯誤.(5)第三小組同學(xué)將同一彈簧水平放置測出其自然長度，然后豎直懸掛完成實驗.他們得到F－x圖線用虛線表示(實線為第一組同學(xué)實驗所得).如圖所示的圖線最符合實際的是________(填選項字母).C彈簧豎直懸掛時，彈簧在自身重力作用下要伸長，即豎直懸掛時彈簧的原長比水平放置在桌面上所測原長要長，兩種情況下彈簧的勁度系數(shù)相同，兩圖線平行，由圖示圖線可知，C正確，A、B、D錯誤.三、創(chuàng)新實驗　用如圖甲所示的裝置來探究胡克定律.輕質(zhì)彈簧的左端與固定在墻上的拉力傳感器連接，右端在水平拉力F的作用下從原長開始沿水平方向緩慢伸長，彈簧與水平面不接觸，通過刻度尺可以讀出彈簧的伸長量x，通過拉力傳感器可以讀出拉力F，多次測量F、x，作出F－x圖像如圖乙所示，回答下列問題：例4(1)當(dāng)彈力增大到一定程度時，圖像變彎曲，原因是________________________________；彈簧形變量超出彈簧的彈性限度圖像變彎曲，原因是彈簧形變量超出彈簧的彈性限度；(2)彈簧的勁度系數(shù)為______；(3)彈簧的伸長量分別為x2和x1時，拉力傳感器的示數(shù)之差為___________.返回課時對點練Part　31.在“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”實驗中，彈簧彈力的大小為F，彈簧的形變量(伸長量或壓縮量)為x，下列說法正確的是A.實驗中勁度系數(shù)k的具體數(shù)值只能用逐個計算的方法求出來，而沒有其他的方法B.如果沒有測出彈簧原長，用彈簧長度l代替x，F(xiàn)－l圖線也是一條過原點的直線C.利用F－x圖線可求出彈簧的勁度系數(shù)kD.實驗時要把所有點連到線上，才能探索得到真實規(guī)律12345√該實驗中進行數(shù)據(jù)處理，可以采用圖像法，并非只能用逐個計算的方法來求勁度系數(shù)k，故A錯誤；用彈簧長度l代替x，F(xiàn)－l圖線不過原點，故B錯誤；在F－x圖像中圖線的斜率表示勁度系數(shù)，故利用F－x圖線可以求出k的值，故C正確；實驗時并非把所有點連到線上，而是讓線通過盡量多的點，不能通過的點均勻分布在線的兩側(cè)，故D錯誤.123452.(2021·錦州市高一檢測)某同學(xué)在“探究彈簧彈力和伸長量的關(guān)系”時，安裝好實驗裝置，讓刻度尺零刻度與彈簧上端平齊，在彈簧下端掛1個鉤碼，靜止時彈簧長度為l1，如圖甲所示，圖乙是此時固定在彈簧掛鉤上的指針在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大圖，示數(shù)l1＝________ cm.在彈簧下端分別掛2個、3個、4個、5個相同鉤碼，靜止時彈簧長度分別是l2、l3、l4、l5.已知每個鉤碼質(zhì)量是50 g，掛2個鉤碼時，彈簧彈力F2＝_____ N(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝9.8 m/s2).要得到彈簧伸長量x，還需要測量的是___________，作出F－x圖像，得到彈簧彈力與伸長量的關(guān)系.1234525.830.98彈簧原長12345由圖乙可估讀為25.83 cm，掛2個鉤碼時，彈簧彈力等于鉤碼的重力，即F2＝2mg＝0.98 N.由于彈簧伸長量等于彈簧現(xiàn)在的長度減去彈簧原長，因此要得到伸長量，還需要測量彈簧原長.123453.在“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”實驗中.(1)以下是小明同學(xué)準(zhǔn)備完成的實驗步驟，請你幫他按操作的先后順序，用字母排列出來_________.A.以彈力為橫軸、形變量為縱軸建立直角坐標(biāo)系，用描點法作出實驗圖像B.記下彈簧不掛鉤碼時，其下端在刻度尺上的刻度L0C.將鐵架臺固定于水平桌面上，并將彈簧的上端系于橫桿上，在彈簧附近豎直固定刻度尺D.依次在彈簧下端掛上1個、2個、3個、4個…鉤碼，當(dāng)鉤碼靜止時，記下彈簧下端所對應(yīng)的刻度并記錄在表格內(nèi)E.以彈簧形變量為自變量，寫出彈簧彈力與形變量的關(guān)系式F.解釋關(guān)系式中常數(shù)的物理意義CBDAEF在“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”實驗中，應(yīng)先組裝器材，然后進行實驗，最后處理數(shù)據(jù)，得出結(jié)論.實驗操作的先后順序為CBDAEF.1234512345(2)小明同學(xué)選了甲、乙兩根規(guī)格不同的彈簧進行實驗，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪出如圖所示的圖像，根據(jù)圖像，可計算得到兩個彈簧的勁度系數(shù)分別為k甲＝_____ N/m，k乙＝____ N/m.(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)66.7200根據(jù)胡克定律得兩個彈簧的勁度系數(shù)分別為1234512345(3)從圖像上看，圖像上端為曲線，說明該同學(xué)沒能完全按實驗要求做，圖像上端成為曲線是因為___________________________，若要制作一個精確度較高的彈簧測力計，應(yīng)選彈簧____(選填“甲”或“乙”).彈力過大，超過彈簧彈性限度甲題圖圖像上端向上彎曲的原因是彈力過大，超過彈簧的彈性限度.由(2)知，甲彈簧的勁度系數(shù)較小，因此用其制成的彈簧測力計精確度較高.123454.某同學(xué)在“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”的實驗中，(1)將彈簧懸掛在鐵架臺上，將刻度尺固定在彈簧一側(cè).彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在_____方向(選填“水平”或“豎直”).12345豎直為保證彈簧的拉力與砝碼盤和砝碼的重力大小相等，彈簧軸線和刻度尺均應(yīng)在豎直方向.(2)彈簧自然懸掛，待彈簧______時，長度記為L0；彈簧下端掛上砝碼盤時，彈簧長度記為Lx；在砝碼盤中每次增加10 g砝碼，彈簧長度依次記為L1至L6.數(shù)據(jù)如下表.12345靜止表中有一個數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號為______.由表可知所用刻度尺的最小分度為________.L31 mm彈簧靜止時，記錄長度L0；表中的數(shù)據(jù)L3與其他數(shù)據(jù)有效數(shù)字位數(shù)不同，所以數(shù)據(jù)L3不規(guī)范，標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)應(yīng)讀至cm單位的后兩位小數(shù)，最后一位應(yīng)為估讀值，所以刻度尺的最小分度為1 mm.12345(3)如圖甲所示是該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作出的圖像，縱軸是砝碼的質(zhì)量，橫軸是彈簧長度與______的差值(選填“L0”或“Lx”).12345Lx由題圖甲知所掛砝碼質(zhì)量為0時，x為0，所以x＝L－Lx(L為彈簧長度).(4)由圖甲可知彈簧的勁度系數(shù)為_____ N/m；通過圖和表可知砝碼盤的質(zhì)量為____ g.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度g取9.8 N/kg)123454.910由胡克定律F＝kx知，mg＝k(L－Lx)，即mg＝kx，12345(5)如圖乙所示是另一組同學(xué)實驗時得到的彈簧彈力F與彈簧伸長量x的F－x圖像，由此可求出該組同學(xué)所用彈簧的勁度系數(shù)為______ N/m(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).圖線不過原點的原因是__________________.200彈簧自身存在重力123455.(2021·北京市順義區(qū)第九中學(xué)高一期中)(1)某次研究彈簧所受彈力與彈簧長度L關(guān)系實驗時得到如圖甲所示的F－L圖像，由圖像可知，彈簧原長L0＝____ cm，彈簧的勁度系數(shù)k＝_____ N/m.123453.0200(2)按如圖乙的方式掛上鉤碼(已知每個鉤碼重G＝1 N)，使(1)中的彈簧壓縮.穩(wěn)定后彈簧長度如圖所示，此時彈簧形變量為______ m.由此可推測圖乙中所掛鉤碼的個數(shù)為___個.123450.015312345由圖可知，此時彈簧形變量為Δx′＝3.0 cm－1.5 cm＝1.5 cm＝0.015 m由此可推測圖乙中所掛鉤碼的個數(shù)為返回