学生实验教学内容概述

教学设计

高二物理组：李建强

教学题目：实验，探究弹力和弹簧伸长的关系

教材分析：在初中阶段，学生已对弹簧的弹力与弹簧的伸长量的关系有了初步的认识，不过仅仅是死记硬背，本实验通过探究的全过程，使学生对该关系产生清楚的认识，也就是通过自己动手得来胡可定律。同时也让学生学会利用图像研究两个量的关系。探究的结论与探究的方法一样重要。

教学目标：

知识与技能：理解并牢记弹力与弹簧伸长量的关系。

过程与方法：学会利用图像研究两个量的方法，清楚研究的程序。

情感态度与价值观：探究是一种学习的方法，培养学生的探究意识。

教学重点：实验的原理与步骤。

教学难点：实验数据的处理。

教学方法：学生动手做实验，探究，展示。

教学过程：

新课导入：弹簧的弹力与其形变成正比，这一定律在初中我们就已经知道。不过只是死记硬背，这节课我们将通过实验得到这一定律。

实验目的：1、探究弹力和弹簧伸长的定量关系。

2、学会利用图像研究两个物理量之间关系的方法。

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。利用悬

挂法测量弹簧的弹力，让钩码挂在弹簧的下端，平衡后弹力等于钩码的重力。

弹簧的长度用刻度尺直接测量，伸长量可由拉长后的长度减去弹簧的原长来得到。

建立坐标系，纵轴为弹力F，横轴为弹簧的伸长量x。在坐标系内描出实验所得的各组（x，F）对应的点，用平滑的曲线连起来，得到函数图像，再猜测F与x的关系。

实验器材：弹簧、毫米刻度尺、铁架台、钩码若干个．

实验步骤：（前3步有学生合作完成）

1．将弹簧挂在铁架台上，用刻度尺量出弹簧的自然长度，

2．在弹簧下端挂1个钩码，读出此时弹簧的长度，记录到事先设计好的表格中。

3．改变所挂钩码的个数，依次为：2、3、4、5、6.并读出对应的弹簧长度，记录到表格中。

4．计算弹力和对应的伸长量。（该步骤有电子表格未完成）

5.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，用描点法钩码的个数

弹簧的总长伸长量弹力F 度

X

作图．连接各点，得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线．（该步骤有电子表格未完成）

6．由图线所代表的变化规律写出函数表达式．首先尝试用一次函数，如果不行则考虑二次函数。

实验注意事项

(1)测量弹簧的原长，要竖直悬挂(不挂重物)测量，不能平放在桌面上测量．

(2)所挂重物重量不能太大，以免超过弹性限度．

(3)描点连线时，所描的点不一定都落在所描的线上，但应注意要使各点均匀的分布在图线的两侧。

实验的结论

本实验的结论即胡克定律：弹簧弹力的大小F和弹簧伸长(或缩短)的长度成正比，写成公式就是：F=kx，其中k是比例常数，叫做弹簧的劲度系数．劲度系数是一个有单位的量，在国际单位制中，F的单位是牛，x的单位是米，k的单位是牛／米．符号是“N／m”，不同的弹簧其劲度系数并不相同，劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力．

思考与讨论：在描点做图时，如果不是以弹簧的伸长量x为横坐标，而是以弹簧的总长度为横坐标，以所挂钩码的质量F为纵坐标．那么，得出的图像时什么样？（先让学生在黑板上展示，再用多媒体展示。）

高考链接：某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计了如图所示的实验装置．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自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测

出相应的弹簧总长度，将数据填在了下面的表中．（弹力始终未超过弹性限度，取g=9.8m/s2）

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）

（1）试根据这些实验数据在右图给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长L之间的函数关系图线，说明图线跟坐标轴交点的物理意义

（2）上一问所得图线的物理意义

该弹簧的劲度k=

N/m（保留三位有效数字）．

小结：1、胡克定律

2、探究两个量的关系方法：通过实验测出它们的对应数据—建立坐标系---把数据在坐标系内描出、连线—猜测关系。

板书：多媒体展示为主。

作业：

课后反思：