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1、2022年高中物理 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系學(xué)案 新人教版必修1
1.探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的定量關(guān)系.
2.學(xué)會(huì)利用列表法、圖象法、函數(shù)法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的科學(xué)方法.
1.彈簧受力會(huì)發(fā)生形變,形變的大小與受到的外力有關(guān).沿著彈簧的方向拉彈簧,當(dāng)形變穩(wěn)定時(shí),彈簧產(chǎn)生的彈力與使它發(fā)生形變的拉力在數(shù)值上是相等的.
2.用懸掛法測(cè)量彈簧的彈力,運(yùn)用的正是彈簧的彈力與掛在彈簧下面的鉤碼的重力相等.
3.彈簧的長(zhǎng)度可用刻度尺直接測(cè)出,伸長(zhǎng)量可以由拉長(zhǎng)后的長(zhǎng)度減去彈簧原來(lái)的長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算.這樣就可以研究彈簧的彈力和彈簧伸長(zhǎng)量之間的定量關(guān)系了.
輕質(zhì)彈簧(一根),鉤碼(一盒),刻度尺,鐵架臺(tái),
2、重垂線,坐標(biāo)紙,毫米刻度尺.
1.如圖1所示,將鐵架臺(tái)放在桌面上(固定好),將彈簧的一端固定于鐵架臺(tái)的橫梁上,在靠近彈簧處將刻度尺(最小分度為1 mm)固定于鐵架臺(tái)上,并用重垂線檢查刻度尺是否豎直.
2.記下彈簧下端不掛鉤碼時(shí)所對(duì)應(yīng)的刻度L0.
3.在彈簧下端掛上一個(gè)鉤碼,待鉤碼靜止后,記下彈簧下端所對(duì)應(yīng)的刻度L1.
4.用上面方法,記下彈簧下端掛2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)……鉤碼時(shí),彈簧下端所對(duì)應(yīng)的刻度L2、L3、L4、……,并將所得數(shù)據(jù)記錄在表格中.
5.用xn=Ln-L0計(jì)算出彈簧掛1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)……鉤碼時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量,并根據(jù)當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎礸,計(jì)算出所掛鉤碼的總重力,這個(gè)總重力
3、就等于彈簧彈力的大小,將所得數(shù)據(jù)填入表格.
6.根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn),最好以彈簧彈力為縱坐標(biāo),以彈簧的伸長(zhǎng)量為橫坐標(biāo).
7.按照?qǐng)D中各點(diǎn)的分布與走向,嘗試作出一條平滑的曲線(包括直線).所畫(huà)的點(diǎn)不一定正好都在這條曲線上,但要注意使曲線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相同.
8.以彈簧的伸長(zhǎng)量為自變量,寫(xiě)出曲線所代表的函數(shù),首先嘗試一次函數(shù),如果不行則考慮二次函數(shù)……
9.解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義.
1.實(shí)驗(yàn)中彈簧下端掛的鉤碼不要太多,以免彈簧被過(guò)分拉伸,超過(guò)彈簧的彈性限度.
2.要使用輕質(zhì)彈簧,且要盡量多測(cè)幾組數(shù)據(jù).
3.本實(shí)驗(yàn)是探究性實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)
4、前并不知道其規(guī)律,所以描點(diǎn)以后所作的曲線是試探性的,只是在分析了點(diǎn)的分布和走向以后才決定用直線來(lái)連接這些點(diǎn).
實(shí)驗(yàn)二 驗(yàn)證力的平行四邊形定則
1.驗(yàn)證互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力合成時(shí)的平行四邊形定則.
2.通過(guò)驗(yàn)證力的平行四邊形定則,培養(yǎng)學(xué)生用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并得出結(jié)論的能力.
使F′的作用效果以及F1和F2的作用效果都是使橡皮條伸長(zhǎng)到某點(diǎn),所以F′為F1和F2的合力,作出F′的圖示,再根據(jù)平行四邊形定則作出F1和F2的合力F的圖示,比較F、F′在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否大小相等方向相同.
方木板一塊,白紙,彈簧秤兩個(gè),橡皮條,細(xì)繩套兩個(gè),三角板,刻度尺,圖釘幾個(gè),鉛筆
5、.
1.如圖1所示,在桌上平放一塊方木板,在方木板上鋪一張白紙,用圖釘把白紙釘在方木板上.
2.用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點(diǎn),在橡皮條的另一端掛上兩條細(xì)繩,細(xì)繩的另一端系著繩套.
3.用兩個(gè)彈簧秤分別鉤住繩套,互成角度地拉橡皮條,使橡皮條伸長(zhǎng),結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O.
4.用鉛筆記下O點(diǎn)的位置和兩條細(xì)繩的方向,讀出并記錄兩個(gè)彈簧秤的示數(shù).
5.用鉛筆和刻度尺在白紙上從O點(diǎn)沿著兩條細(xì)繩的方向畫(huà)直線,按著一定的標(biāo)度作出兩個(gè)力F1和F2的圖示,用平行四邊形定則求出合力F.
6.只用一個(gè)彈簧秤,通過(guò)細(xì)繩把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣位置O,讀出并記錄彈簧秤的示數(shù),記下細(xì)繩的方向,按同一標(biāo)度
6、作出這個(gè)力F′的圖示.
7.比較力F′與合力F的大小和方向,看它們?cè)趯?shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等.
8.改變兩個(gè)分力的大小和夾角,再做兩次實(shí)驗(yàn)
1.兩只彈簧秤在使用前應(yīng)檢查、校正零點(diǎn),檢查量程和最小刻度單位,將兩彈簧秤鉤好后對(duì)拉,若兩只彈簧秤在拉的過(guò)程中,讀數(shù)相同,則可選用,若不同,應(yīng)另?yè)Q,直至相同為止.使用彈簧秤時(shí)應(yīng)與板面平行.
2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,在使用彈簧秤的時(shí)候,要注意使彈簧秤與木板平面平行.
3.選用的橡皮條應(yīng)富有彈性,能發(fā)生彈性形變,同一次實(shí)驗(yàn)中,橡皮條拉長(zhǎng)后的結(jié)點(diǎn)O的位置必須保持不變.
4.在滿足合力不超過(guò)彈簧秤量程及橡皮條形變不超過(guò)彈性限度的條件下,應(yīng)使拉力盡量大一些,以減小誤差.
5.畫(huà)力的圖示時(shí),應(yīng)選定恰當(dāng)?shù)膯挝婚L(zhǎng)度作為標(biāo)度;作力的合成圖時(shí),應(yīng)盡量將圖畫(huà)得大一些,但也不要太大而畫(huà)出紙外,要嚴(yán)格按力的圖示要求和幾何作圖法作出合力.
6.由作圖法得到的F和實(shí)際測(cè)量得到的F′不可能完全符合,但在誤差允許范圍內(nèi)可以認(rèn)為F與F′符合即可.