加入收藏    设为首页

学生活动

更多>>视频中心

“探究弹力和弹簧伸长的关系”的研究报告

发布日期:2014/3/8   点击次数:1833次   作者:管理员

发表时间:2008/3/4 10:43:30
                                                   “探究弹力和弹簧伸长的关系”的研究报告
指导教师:任新社
 
一、选题背景
本课题本身是一个常见的问题。与日常生活密切相关,多种书籍都曾进行探讨,有较充分的资料来源,且涉及的力学知识与中学物理教材紧密相连,使我们具备了一定的理论基础,具有现实性和合理性。
在工、农业生产活动中,弹簧有着广泛的应用。弹簧对人类生产、生活的巨大影响引起了我们的兴趣,因此我们选择此课题进行研究。
二、研究的目的和意义
探索弹力与弹簧伸长的定量关系,并学习所用的科学方法,学习用图像处理数据得出结论的科学方法。
    本课题有较强的实践性,通过组员实验,研究分析生活实例,能提高自身的动手能力和逻辑思维能力。同时通过写论文还能提高我们的文字表达能力,而组员间的配合也是对我们的合作精神和组织协调能力的考验。
三、研究的主要内容
    1、探索弹力与弹簧伸长的定量关系。
2、学习用图像处理数据得出结论的科学方法。
四、研究的主要方法
    1、文献研究法    从百渡网、课外书籍中采集资料进行分析研究。
    2、实验研究法    通过动手做实验进行定量研究。
五、研究步骤
    第一阶段(11月1日——11月7日):此阶段为理论分析阶段。明确研究的目的和意义,为接下来的实验验证阶段确定了研究方向。本阶段计划用一周,分以下几个步骤进行:
   1、确定研究课题
   2、查阅文献资料
   第二阶段(11月8日——11月30日):此阶段为实验验证阶段。通过一系列实验,结合组员间的讨论定下论文初稿,再通过指导老师的指导,进行补充修改。最后形成正式的研究报告、论文。本阶段计划用六周时间,分以下几个步骤进行:
   1、进行实验研究,取得实验数据。
   2、整理、总结研究结果。
   3、撰写论文。
   4、成果展示。
六、实验器材:
弹簧(不同的多根)、直尺、砝码。
七、实验步骤:
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.用直尺测出弹簧的原长l0。
2.如图所示,将弹簧一端固定,另一端挂上砝码(钩码),待弹簧平衡后,记录下弹簧的长度及砝码的重量。然后改变砝码的质量,再读出几组数据。
3.将数据记录在表格中;(弹簧原长l0=    cm)
 
1
2
3
4
5
6
7
F/N
 
 
 
 
 
 
 
l/cm
 
 
 
 
 
 
 
x/cm
 
 
 
 
 
 
 
4.根据测量数据画出F—x图象:(以F为纵轴,以x为横轴)
5.探索结论:按照F—x图象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或其它函数。
6.确定F与x的关系,解释函数表达式中常数的物理意义。
八、注意事项
1.每次增减砝码测长度l时,均需所挂重物不超过弹簧的弹性限度。否则,弹簧弹力将可能与砝码重力不相等。
2.测量有关长度时,应区别弹簧原长l0,实际总长l及伸长量x三者之间的不同,明确三者之间的关系。
3.建立平面直角坐标系时,两轴上单位长度所代表的量值要适当,不可过大,也不可过小。
4.描线的原则是,尽量使各点落在描画出的线上,少数点分布于线两侧,描出的线不应是折线,而应是平滑的曲线。
九、探索与研究
用一个支架、一根弹簧、一把直尺和一个已知质量的砝码,来测定某个不太重的物体有多重,该怎么做?
解析:①将弹簧上端固定在支架上,下端挂上砝码(质量已知为m)测出弹簧伸长x。②将砝码取下换上待测物体,测出弹簧伸长x′。③待测物体的重为 。
【例1】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)
(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。
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)
 
 
 
 
 
 
(2)上一问所得图线的物理意义是什么?该弹簧的劲度k是多大?
解:(1)根据实验数据在坐标纸上描出的点,基本上在同一条直线上。可以判定F和L间是一次函数关系。画一条直线,使尽可能多的点落在这条直线上,不在直线上的点均匀地分布在直线两侧。该图线跟横轴交点的横坐标表示弹簧的原长。
(2)图线的物理意义是表明弹簧的弹力大小和弹簧伸长量大小成正比。由 可得k=25N/m。
十、反思:
做这几个实验时,要注意几个问题。由于这个实验是控制变量法,是控制几个变量不变,改变其中的一个,来进行比较分析。这次探究型的学习,也使我们学到了一种解决问题的新办法,以后碰到了不懂的问题,我们就可以同样通过这种方法来解决问题,而且我们认为,自己通过实验得出的结论要比老师在上课时说的定义有更深刻的印象,也就不容易忘记。这次探究型的学习,对我们有着很大的帮助。
十一、课题成员
第一组:
组长:胡林
组员: 李智超、杨欢、姜楠、樊乐、全蓬勃等
第二组:
组长:李兴
组员:强文泽、周帅国、巴帅、程铭钰、马龙等

网站首页   |   学校建设   |   胜博发在线娱乐   |   胜博发sbf手机客户端   |   通知公告   |   政策法规   |   德育建设   |    联系我们   

胜博发官网  
地址:西安市科碑林区东县门8号  电话:029-87513296(校办) 029-87515978(教务处)  
Copyright © 2014-2015 备案号:陕ICP备14004101号
网站制作:汇通网络