3.1探究形变与弹力的关系
1、探究形变与弹力的关系
半球形的碗
N
A
F B
FB对A
4、弹力的方向：
(1)、弹力的方向总是垂直于接触面而指向 受力的物体。
(2)、绳子的拉力方向是沿绳子且指向绳子 收缩的方向。
探究弹力和弹簧伸长的关系
用悬挂钩码的方法给弹簧施
1.实验原理：加拉力，系统静止时，弹簧
的弹力等于所挂钩码的总重 力；弹簧的长度及伸长量可 由刻度尺测出。
单位：牛每米， 符号N/m
练习1 关于胡克定律的下列说法，正确的是（ D ）
A．拉力相同、伸长也相同的弹簧，它们的劲 度系数相同 B．劲度系数相同的弹簧，弹簧的伸长相同 C．知道弹簧的劲度系数，就可以算出任何拉 力下的弹簧伸长 D．劲度系数和拉力、伸长量没有关系，它只 决定于弹簧的材料、长度、弹簧丝的粗细
探究弹力和弹簧伸长的关系
4、数据记录： 弹簧原长：L0= 11.5cm
实验次数
1 2 3 4 5
物体的重力 G/N
0.5 1.0
1.5 2.0 2.5
弹簧的长度 L/cm
12.5 13.5 14.5 15.5
16.5
弹簧的伸长量x /cm
弹力的大小 F/N
1.0
0.5
2.0
1.0
3.0
1.5
4.0
2.实验器材：弹簧、钩码、直尺、铁架台。
探究弹力和弹簧伸长的关系
❖3.实验步骤
（1）将弹簧悬挂在铁架台上，把刻度尺直 立并固定在弹簧旁边。
（2）记下弹簧自然下垂时的长度L0。 （3）悬挂50g钩码一个，待稳定后，读出弹
簧上指针所示刻度L并计算出弹簧的伸 长量X记入表格。 （4）逐个增加钩码，重复上一步，至少做5次。
非弹性形变
探究弹簧弹力与形变量的关系实验报告
探究弹簧弹力与形变量的关系实验报告1.引言1.1 概述概述部分的内容可以从以下几个方面进行展开：1. 弹簧的基本介绍：弹簧作为一种常见的物理学实验器材，具有弹性变形的特性，广泛应用于机械工程、物理学和工业生产中。
弹簧的发展历史可以追溯到古代，它的使用在各个行业中都具有重要的作用。
2. 弹力的概念和作用：弹力是弹簧受到变形时产生的力量。
当弹簧产生形变时，其中的弹性势能会转化为弹力。
弹力可以用于平衡其他力量的作用，或者用于储存能量和传递能量。
3. 形变量的定义与测量方法：形变量指的是弹簧在受力下发生的长度变化或形状变化的量。
常见的形变量有线性形变和弯曲形变。
线性形变是指弹簧的长度变化，弯曲形变是指弹簧的形状变化。
测量形变量可以通过拉伸计等仪器来实现。
4. 弹簧弹力与形变量的关系：弹簧弹力与形变量之间存在一定的关系，这个关系可以用胡克定律来描述。
根据胡克定律，弹簧弹力与形变量成正比，即弹力与形变量之间存在线性关系。
这一关系可以用公式F=kx来表示，其中F表示弹力，k表示弹簧的弹性系数，x表示形变量。
综上所述，本实验报告旨在通过探究弹簧弹力与形变量的关系，验证弹力与形变量之间的线性关系，并进一步探讨弹簧的弹性特性。
通过实验的结果以及对实验的思考，我们可以对弹簧的特性和应用有更深入的理解。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：文章结构部分旨在介绍整篇文章的组织方式和各个章节的主要内容，以便读者可以快速了解文章的总体结构和主题。
本篇实验报告共分为三个章节：引言、正文和结论。
引言部分首先概述了实验的背景和意义，引起读者的兴趣和关注。
然后介绍了整篇文章的结构，包括各个章节的主要内容和目的。
正文部分是实验报告的核心部分，分为三个小节：弹簧弹力的定义、形变量的定义以及弹簧弹力与形变量的关系。
在第一个小节中，将对弹簧弹力的定义进行详细讲解，包括弹簧的特性和受力情况。
第二个小节将介绍形变量的定义，包括不同类型的形变量（如拉伸、压缩等），以及测量形变量的方法。
2022秋物理粤教版必修1学案：3.1 探究形变与弹力的关系 Word版含答案
②从作用点沿力的方向画一线段，线段长短依据选定的标度和力的大小画出，线段上加刻度，如图甲所示；也可以从O点(用O点代替B物体)竖直向下画一段五倍于标度(即10mm)的线段，如图乙所示．
③在线段上加箭头表示力的方向．
(2)画力的示意图：从作用点或从B的中心处沿力的方向画一线段，并加上箭头，表示方向，然后标明FN＝10N即可，如图丙所示．
解析解法一(1)弹簧不产生弹力时的长度等于原长，由题图可知该弹簧的原长为L0＝15cm.
(2)据F＝kx得劲度系数：k＝ ＝ ，由图线可知，该弹簧伸长ΔL＝(25cm－15cm)＝10cm时，弹力ΔF＝50N．所以k＝ ＝ N/m＝500 N/m.
解法二依据胡克定律得F＝k(L－L0)，代入图象中的两点(0.25,50)和(0.05，－50)．
8．一只松鼠站在倾斜的树枝上，则树枝对松鼠的弹力的方向为()
A．竖直向上
B．竖直向下
C．垂直树枝斜向上
D．沿树枝方向
答案C
解析支持力的方向总是垂直于接触面指向被支持的物体，选项C正确．
9．在图4中画出物体A所受弹力的示意图．
图4
答案如图所示
题组三胡克定律
10．关于弹簧的劲度系数k，下列说法中正确的是()
图2
A．跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变
B．跳板和运动员的脚都发生了形变
C．运动员受到的支持力，是跳板发生形变而产生的
D．跳板受到的压力，是跳板发生形变而产生的
答案BC
解析发生形变的物体，为了恢复原状，会对与它接触的物体产生弹力的作用，发生形变的物体是施力物体．B、C正确．
题组二弹力的方向的表示方法
A. B.
3.1.3 实验：探究弹簧弹力与形变量的关系
3.1.3 实验：探究弹簧弹力与形变量的关系
一、实验目的
1、探究弹簧弹力与形变量的关系． 2、学会利用列表法、图像法、函数法处理实验数据．
3、学会根据F－x、F－l 图像求出弹簧的劲度系数．
二、实验原理
1、如图所示，在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长， 平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等． 2、弹簧的长度可用刻度尺直接测出，伸长量可以由 伸长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算．这样就 可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系
八、实验的创新与改进
胡克定律
1、公式适用于弹簧(或橡皮条)发生“弹性形变"且在弹性限度内的情形。
2、公式中x 是弹簧的形变量，即弹簧的伸长 量或压缩量，注意不是弹簧的长度。 弹簧 伸长量或压缩量相同时，弹力大小相等，但方向不同。
3、弹簧的劲度系数h 由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定。
(2)由此图线可得出该弹簧的原长L0＝________cm，劲度系数k＝________N/m. (3)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较，优点在于： ________________；缺点在于：____________________________________.
【例4】 图中 a、b、c 为三物块，M、N 为两个轻质弹簧，R 为跨过光滑定滑轮
的细绳，它们连接如图并处于平衡状态，则有可能（ A ）
A．N 处于拉伸状态而 M 处于压缩状态 B．N 处于压缩状态而 M 处于拉伸状态 C．N 处于不伸不缩状态而 M 处于拉伸状态 D．N、M 均处于不伸不缩状态
【例5】（多选）如图所示，A、B 两物体的重力分别是 GA=5 N，GB=6 N。A 用细线悬挂在顶板上，B 放在水平面上，A、B 间轻弹簧的弹力 F=2 N，则细线中
探究形变与弹力的关系
探究形变与弹力的关系
一．教学目标：
# 知识与技能
1、知道形变的概念和形变的类型
2、理解弹性以及弹性限度的概念
3、理解弹力的概念，并能判断物体是否受到弹力的作用
4、能画出各种物体受到弹力的示意图
5、理解胡克定律及其应用
# 过程与方法
在探究“形变与弹力的大小”的过程中，初步学会“实验——分析——猜想——归纳结论——实验验证”的科学探究方法
# 情感态度与价值观
在探究实验的过程中培养观察与分析的能力，体验成功的喜悦
二．教学重点：
弹力产生的条件、弹力的方向
三．教学难点：
1、判断在接触的物体间是否存在弹力
2、弹力方向的确定
四．教学方法：
讲授法实验演示、讨论答疑
五．教学过程设计：。
(必修1)1131.探究形变与弹力的关系
探究形变与弹力的关系
在运动场上跳远时要用踏跳板，撑杆跳高运动员的杆， 在运动场上跳远时要用踏跳板，撑杆跳高运动员的杆，短跑 的起跑器都是利用弹力。 的起跑器都是利用弹力。 同学们还可以举出更多利用弹力的例子吗？ 同学们还可以举出更多利用弹力的例子吗？ ——拉弓射箭、跳跳床、跳水踏跳板、跳马的踏板…… 拉弓射箭、跳跳床、跳水踏跳板、跳马的踏板 拉弓射箭 弹力是怎样产生的呢？ 弹力是怎样产生的呢？ ——弹力是伴随着物体的形变而产生的。 弹力是伴随着物体的形变而产生的。 弹力是伴随着物体的形变而产生的 弹力的概念： 弹力的概念： ——产生形变的物体由于要恢复原状，会对与它接触的物体 产生形变的物体由于要恢复原状， 产生形变的物体由于要恢复原状 产生力的作用，这种力称为弹力。 产生力的作用，这种力称为弹力。
第一节
胡克定律
探究形变与弹力的关系
三.探究弹力与形变长（ ——在弹性限度内 ——在弹性限度内，弹簧弹力 F 的大小与弹簧的伸长（或缩 成正比。 短）量 x 成正比。 即 F=kx
称为弹簧的劲度系数。 ①式中比例系数 k 称为弹簧的劲度系数。 ②不同的弹簧，其劲度系数一般是不同的。 不同的弹簧，其劲度系数一般是不同的。 的因素： ③影响k的因素：材料、粗细、长度、匝数 影响 的因素 材料、粗细、长度、匝数 弹簧弹力的大小 ④胡克定律通常用来计算弹簧弹力的大小。 胡克定律通常用来计算弹簧弹力的大小。
弹力产生的条件 ②受力物体发生弹性形变
③发生弹性形变的物体恢复形变 ④恢复形变过程中对施加外力作用的物体有弹力作用 【小贴士】弹力的产生与历史经验的吻合 小贴士】 哪里有压迫，哪里就有反抗， 哪里有压迫，哪里就有反抗， 压迫越深重，反抗就越强烈。 压迫越深重，反抗就越强烈。
实验：探究弹簧弹力与形变量的关系-2021-2022学年高一物理精讲精练(原卷版)+解析版(含答案)
3.1.2 实验：探究弹簧弹力与形变量的关系考点精讲考点1：实验原理及实验操作一、实验原理和方法1．弹簧弹力F的确定：弹簧下端悬挂钩码，静止的钩码处于平衡状态，弹力大小与所挂钩码的重力大小相等。
2．弹簧的伸长量x的确定：弹簧的原长l0与挂上钩码后弹簧的长度l可以用刻度尺测出，弹簧的伸长量x＝l－l0。
3．图像法处理实验数据：作出弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系图像，根据图像可以分析弹簧弹力和弹簧伸长量的关系。
二、实验器材铁架台、毫米刻度尺(米尺)、轻弹簧、钩码(一盒)、三角板、铅笔、坐标纸等。
三、实验步骤1．按如图所示安装实验装置，记下弹簧下端不挂钩码时弹簧的长度l0。
2．在弹簧下端悬挂一个钩码，平衡时记下弹簧的总长度，并记下钩码的重力。
3．增加钩码的个数，重复上述实验过程，将数据填入表格。
以F表示弹力，l表示弹簧的总长度，x＝l－l0表示弹簧的伸长量。
【例1】(1)将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧。
弹簧轴线和刻度尺都应在方向(选填“水平”或“竖直”)。
(2)弹簧自然悬挂，待弹簧时，长度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为L x；在砝码盘中每次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6。
数据如表：表中有一个数值记录不规范，代表符号为 ，由表可知所用刻度尺的最小分度为 。
(3)如图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与 的差值(选填“L 0”或“L x ”)。
(4)由图可知弹簧的劲度系数为 N/m ；通过图和表可知砝码盘的质量为 g 。
(结果保留2位有效数字，g 取9.8 m/s 2)考点2：数据处理及误差分析一、数据处理1．以弹力F (大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量x 为横坐标，用描点法作图。
连接各点，得出弹力F 随弹簧伸长量x 变化的图线，如图所示。
2．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力和弹簧伸长量之间的函数关系，函数表达式中常数即为弹簧的劲度系数，这个常数也可据F x 图线的斜率求解，k ＝ΔF Δx。
高中物理讲义：实验 探究弹簧形变与弹力的关系
高中物理讲义：实验探究弹簧形变与弹力的关系一、实验目的1．探究弹簧形变与弹力的关系。
2．学会利用图像法处理实验数据,探究物理规律。
二、实验原理1.如图所示,弹簧在下端悬挂钩码时会伸长,平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等。
2．用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力下的伸长量x,建立直角坐标系,以纵坐标表示弹力大小F,以横坐标表示弹簧的伸长量x,在坐标系中描出实验所测得的各组(x,F)对应的点,用平滑的曲线连接起来,根据实验所得的图线,就可探知弹簧形变与弹力的关系。
三、实验器材铁架台、毫米刻度尺、弹簧、钩码(若干)、铅笔、重垂线、坐标纸等。
[部分器材用途]重垂线检查刻度尺是否竖直坐标纸绘制Fx图像,便于实验数据处理四、实验步骤1．根据实验原理图,将铁架台放在桌面上(固定好),将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上,在靠近弹簧处将刻度尺(分度值为1 mm)固定于铁架台上,并用重垂线检查刻度尺是否竖直。
2．记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0,即弹簧的原长。
3．在弹簧下端挂上钩码,待钩码静止时测出弹簧的长度l,求出弹簧的伸长量x和所受的外力F(等于所挂钩码的重力)。
4．改变所挂钩码的数量,重复上述实验,要尽量多测几组数据,将所测数据填写在表格中。
记录表：弹簧原长l0＝________cm。
次数内容12345 6五、数据处理1．以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标,以弹簧的伸长量x为横坐标,用描点法作图,连接各点得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线。
2．以弹簧的伸长量为自变量,写出图线所代表的函数表达式,并解释函数表达式中常数的物理意义。
六、误差分析1．系统误差钩码标值不准确和弹簧自身重力的影响造成系统误差。
2．偶然误差(1)弹簧长度的测量造成偶然误差,为了减小这种误差,要尽量多测几组数据。
(2)作图时的不规范造成偶然误差,为了减小这种误差,画图时要用细铅笔作图,所描各点尽量均匀分布在直线的两侧。
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压力时，该弹簧将缩短到多少厘米？
典例3：如图所示为一轻质 弹簧的长度L和弹力F大小 的关系，试由图线确定：
10cm ； (1)弹簧的原长________
(2)弹簧的劲度系数 k=________ 200N/m； (3)弹簧伸长0.05m时，弹 力的大小________ 10N 。
练习巩固:
1. 下列说法正确的是:
即:
F = kx
F = kx ★ k--------弹簧的劲度系数;单位:
“牛顿每米”
★ 不同的弹簧,
N/m ,
其劲度系数不同 ,即K 值 不同 . K
跟弹簧的粗细、 材料、本身长度 等量有关，是弹 簧本身特性，与F 、x无关。
典例1．（单选）关于弹簧的劲度系数k, 下列说法正确的是( )
B
A、与弹簧所受的拉力大小有关,拉力越 大,k值也越大 B、由弹簧本身决定,与弹簧所受的拉力大 小及形变程度无关 C、与弹簧发生的形变的大小有关,形变越 大,k值越小 D、与弹簧本身特性,所受拉力的大小.形变 大小都无关
D
)
A．①② C．①②③
B．②③ D．①③
3. 如图所示，一小球用两根轻绳挂于天花板 上，球静止，绳1倾斜，绳2恰好竖直，则小 球所受的作用力有( )
A ．1 个
B
B ．2 个
C ．3 个
D ．4 个
还需要的实验
器材有：____
(2)实验中需要测量的物理量有： ________________。
(3)图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F－x图线， 由此可求出弹簧的劲度系数为________ N/m。图 线不过原点的原因是由于_____________________。
某同学利用如图实－2－9(a)装置做“探究弹簧弹力大小 与其长度的关系”的实验。
(1)在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持________状态。 (2)他通过实验得到如图(b)所示的弹力大小F与弹簧长度 x的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长x0＝________ cm，劲度系数k＝________ N/m。
◆胡克定律
(Hooke’s law):
在弹性限度内,弹簧弹 力F的大小与弹簧的伸长 (或缩短)量 x 成正比.
[实验与探究]
“探究形变与弹力的关系”
实验器材
(1)
L0
(2)
弹力的测量
F----拉力
当物体静止时, 根据二力平衡条件, 得:
G----重力
F=G=mg
即: 弹簧对物体的弹力大小等于物体的 重力大小.
用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩 码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关 系。 (1)为完成实验
(D)
A. 物体在外力作用下发生的形变一定都是弹性形 变.
B. 只要两物体接触就一定产生弹力.
C. 只要两物体发生形变就一定有弹力产生.
D. 只有发生弹性形变的物体才有弹力产生.
2．下列说法正确的是(
①木块放在桌面上要受到一个向上的弹力，这是由 于桌面发生微小的形变而产生的 ②拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿对 它的弹力，是由于木头发生形变而产生的 ③挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是因为电 线发生微小形变而产生的
典例2.在弹性限度内，一个原长为 20 cm 的轻质弹 簧，受到50 N 的拉力时，总长度为 22 cm；试求： (1)弹簧的劲度系数。 (2)当弹簧总长度为19 cm时，弹簧的弹力大小。
巩固练习：一根轻质弹簧，当受到一个大小为16N的
拉力作用时，该弹簧的伸长量是4 cm。该弹簧的劲度
系数是多大？如果弹簧的原长是10cm，当受到8N的