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弹簧弹力教学创新设计

查字典物理网 2016-03-10

写在前面：在以前学习过胡克定律之后，学生对胡克定律的适用条例以及公式中相关字母所示示的含义不清，在本学期对此内容进行了教学创新设计，结合初中学生对弹簧测力计的已知认识，充分利用弹簧测力计将学生可能存在的问题一扫而光。

胡克定律：在弹簧的弹性限度内，弹力F的大小与弹簧的形变量x成绩正比，F＝kx。F－x的图像是一条过原点的直线。

设计1：如图所示，某同学进行验证胡克定律的实验，得到的F-x的图像并不是过原点的直线，因此他认为胡克定律有问题。你认为呢？

（从图像分析在形变量较小范围内图像明显满足胡克定律，但胡克定律的前提是在弹簧的弹性限度内，是图中后一部分图像不再满足正比关系，说明此时实验已经超出了弹簧的弹性限度）

设计2：投影一好的弹簧测力计，问：（1）为什么弹簧测力的刻度是均匀的？（2）如何便捷得该测力计中弹簧的劲度系数？

（因为弹力与形变量成正比关系。用刻度尺测量某一刻度力到零刻度力间的距离，用该力除以距离即可。）

设计3：如图所示，对于某一轻弹簧，研究其间任一小段，其受两段的其它部分弹簧的弹力必然相等（二力平衡），以此类推可得：轻弹簧的上各处弹力大小都相等。这样一来关于胡克定律表达式中F的含义应为：F表示弹簧端点弹力的大小，也表示弹簧上各处弹力的大小。

因此可顺便解决以下两类问题：

1、水平放置的弹簧测力计两端挂相同重的物体，弹簧测力计的示数为一个物体的重力还是两个物体重力之和。（对任一物体受分析可得弹簧的弹力等于一个物体的重力，因此示数应为一个物体重力）

2、两个不同轻弹簧串联，两弹簧上的弹力还是处处相等。

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