2013届高三物理一轮学案 《探究弹力和弹簧伸长的关系》 时间：2012-7-29 学生姓名_________ 学习小组_____ 组内编号____ 组内评价_____ 老师评价_________ 编制: 李章田 审核：_____包科领导：_________
第一章《相互作用》 第四讲实验《探究弹力和弹簧伸长的关系》
【计划课时】2课时 【学习目标】
1.游标卡尺、螺旋测微器的使用与读数 2.胡克定律的实验探究
3.误差的分析与数据的图像处理方法
5激情投入学习，掌握科学知识，提高操作技能。
【教学重难点】 误差的分析与数据的图像处理方法 【使用说明与方法指导】
1.第一节课：让学生完成自学任务中的基本知识的回顾，预习课内探究内容。 2.第二节课：合作讨论学案上的探究问题，展示这4个题目，在点评时老师补充讲解。
【自学任务】（列出学生要看书的内容和老师要讲的详细内容）
一、游标卡尺
1.原理：游标卡尺由主尺和游标尺组成，可测量内径、外径、深度等.常用游标尺的主尺的最小分度为1mm，游标尺有10、20、50等不同分度规格，但其工作原理相同.如10分度游标卡尺，它的精确度为1/10mm=0.1mm，游标尺的刻度部分总长度为9mm，分成10等份，每份长度0.9mm因此，每格与主尺上的最小分度差0.1mm.当游标尺零线与主尺零线对齐时，除游标尺的末线与主尺的9mm刻线重合，其余线均不重合.测量物体时，两尺零线间的距离即被测物体的长度.
2.读数方法：先从主尺上读出整毫米的数，再读出游标尺上得数(精确度乘以游标尺上与主尺对齐的那根线的格数)，从而读出结果，即：读数=主尺读数+游标尺读数 =主尺读数+精确度×对齐格数. 二、螺旋测微器(千分尺)
⑴原理：螺距为0.5mm，即每旋转一周，螺杆前进或后退0.5mm，在鼓轮边缘上平均分成50等分，则每一等分代表0.01mm.
⑵读数方法：先从固定刻度尺上读出半毫米整数倍的部分、不足半毫米的部分由可动刻度读出，即看可动刻度上的第几条刻度线与固定刻度上的横线重合，从而读出可动刻度示数(注意估读出千分位的值).即：测量长度=固定刻度示数+可动刻度示数×精确度.(注意单位毫米.)
⑶注意事项：螺杆快要接近被测物时，改拧微调旋钮；读数时要将开关拴上，以免螺杆滑动. 三、探究弹力和弹簧伸长的关系
1.实验目的：探索弹力与弹簧伸长的定量关系，并学习所用的科学方法.
2.实验原理：弹簧受到拉力会伸长，平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等.这样弹力的大小可以通过测定外力而得出(可以用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力)；弹簧的伸长可用直尺测出.多测几组数据，用列表或作图的方法探索出弹力和弹簧伸长的定量关系.
3.实验记录及数据的处理
弹簧的弹力用F来表示，弹簧原长(自然长度)用L0来表示，弹簧现长用L来表示，弹簧的伸长用X来表示，则X=L-L0.
1 2 3 4 5 6 7 (a)数据记录：(弹簧原长L0= cm)
F/N (b)根据测量数据画出F-X图象(以F为纵轴，以X为L/cm 横轴)
X/cm (c)探索结论：
按照F-x图中各点的分布与走向，尝试做出一条平滑的曲线(包括直线).所画的点不一定正好在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同.尝试写出曲线所代表的函数，首先尝试F-x是否为一次函数，如果不行则考虑二次函数……
在实验误差范围内，应得出弹力的大小与弹簧的伸长量成正比，即F=kx，其中k的单位由F和x的单位决定。
【课内探究】
【探究1】⑴用刻度尺和直角三角板测量一圆柱体的直径，方法如图所示，此圆柱体的直径为( )
A．2.5cm B．2.0cm. C．2.0lcm D．2.05cm
⑵用游标为50分度的卡尺(测量值可准确到0.02 mm)测定某圆筒的内径时，卡尺上的示数如图，可读出圆筒的内径为 mm.
【探究2】螺旋测微器(千分尺)测小球直径时，示数如图所示，这时读出的数值是 ， 【探究3】已知游标卡尺的主尺最小分度是1mm，游标尺上有10个小的等分刻度，它们的总长等于9mm，用这游标卡尺测得物体的长度为2.37cm，这时游标尺上的第 条刻度线与主尺上的 ______ mm刻度线对齐。
【探究4】下表是某同学为探索弹簧的弹力和伸长的关系所测的几组数据.
⑴请你在图中坐标纸上作出F-x图线. ⑵写出曲线所代表的函数式. ⑶解释函数表达式中各量的物理意义.
⑷若弹簧的原长为40cm，并且以弹簧的总长为自变量，请你写出它的函数式.
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2013届高三物理一轮学案 《探究弹力和弹簧伸长的关系》 时间：2012-7-29 学生姓名_________ 学习小组_____ 组内编号____ 组内评价_____ 老师评价_________ 编制: 李章田 审核：_____包科领导：_________
弹力F/N 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 伸长2.61 5.08 6.89 9.8 12.4 x/cm
【针对训练】
1 下列说法正确的是( )
A 实验中的误差是指两次测量值之间的差异
B 小明同学在多次测同一物体的长度时，测量值总是偏大，这可能是测量方法粗略造成的，产生的误差称系统误差
C 多次测量取平均值可以减少偶然误差
D 实验中的误差只能通过相应的措施减小而不能避免
2 在使用游标尺时，如果发现当左右测量爪合在一起时，游标的零刻线与主尺的零刻线并不重合，而是如图所示，我们把这两刻度线间的距离叫零误差，这个零误差是 _____ cm.
3．准刻度为0.1mm的游标卡尺，游标尺刻度总长度为9mm，若其最末一个刻度线与主尺的44mm刻度线对齐，则游标尺的第5条刻度线所对着的主尺刻度为（ ） A．35.0mm B．39.5mm C．43.4mm D．35.4mm
4 甲、乙、丙三位同学在使用不同的游标卡尺测量同一个物体的长度时，测量的结果分别如下：
甲同学：使用游标为50分度的卡尺，读数为12.045cm 乙同学：使用游标为10分度的卡尺，读数为12.04cm 丙同学：使用游标为20分度的卡尺，读数为12.045cm 从这些实验数据中可以看出读数肯定有错误的是 同学.
5 某同学在做探究弹力和弹簧伸长关系的实验中，组成如图A-1-4-9(a)的装置，所用的钩码每只的质量都是30g，他先测出不挂钩码时弹簧的长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应弹簧的总长度，将数据填在下面的表中.(弹簧始终没有超出弹性限度，取g=10m／S2
)
①根据这些实验数据在图(b)中给定的坐标纸上做出弹簧所受弹簧弹力大小跟弹簧总长之间的函数关系图线，说明图线跟坐标轴的交点的物理意义.
① 一问中所得图线的物理意义是什么?该弹簧的劲度系数k是多大?
砝码质量／g 0 30 60 90 120 150 弹簧总长／cm 6.00 7.15 8.34 9.48 10.64 11.79 弹力大小／N
(a) (b)
图A-1-4-9
6 分别用2、4、6、8条平行橡皮带沿着水平面向同一方向拉木块，设橡皮带都相同，且每次实验中各橡皮带都伸长相同的长度，如图表示木块的加速度a与橡皮带数目n之间的关系.
⑴若用1条橡皮带拉，木块的加速度为 ；
⑵若更换水平面的材料使动摩擦因数为原来的2倍，再重复这个实验，请在原图上示意性地画出新的a-n图象.
【我的疑问】
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04《探究弹力和弹簧伸长的关系》
