第5讲.实验2：探究弹力和弹簧伸长的关系

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1、2013年高考解决方案实验2：探究弹力和弹簧伸长量的关系学生姓名：上课时间：第5讲实验2探究弹力和弹簧伸长量的关系阶段复习1．前段时间学习的内容现在是否依然很熟练？2．是否需要去自己的错题宝库游览一番？2014年高考怎么考考点解读2011年2012年2013------------------基础知识讲解一、实验目的探索弹力与弹簧伸长的定量关系，并学习其中的科学方法。二、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（可以用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力）；

2、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。三、实验器材：轻弹簧、钩码（一盒）、刻度尺、铁架台、三角板、重垂线、坐标纸。四、实验步骤：1．将铁架台放于桌面上，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固定于铁架台上，并用重垂线检查刻度尺是否垂直。2．记下弹簧的原长（自然长度）3．在弹簧下端挂上钩码，待钩码静止后，记下弹簧的的现长及弹力，算出伸长量，并改变钩码个数，多次测量。4．根据测量数据画出F-x图像。（以F为纵轴，以x为横轴）5．探索结论：按照F-x图

3、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。五、注意事项：1．强调实验的探索性，即实验前并不知道弹力和弹簧的伸长有什么关系。2．实验中悬挂钩码时注意不要太多，以免弹簧被过分拉伸，超过弹簧的弹性限度。3．要使用轻质弹簧，为了减小误差，要尽量多测几组数据。4．

4、根据F-x图线，尝试做出一条平滑曲线时要注意：如果有一两个点远偏离绝大多数点所决定的曲线，就要考虑将这些点删除掉。【例1】在“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验中，以下说法正确的是（　　）A．弹簧被拉伸时，偶尔可以超出它的弹性限度高考解决方案第一阶段·模块课程·实验·探究弹力和弹簧伸长的关系Page5of5B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等【例1】如图甲所示，一个弹簧

5、一端固定在传感器上，传感器与电脑相连。当对弹簧施加变化的作用力（拉力或压力）时，在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力的关系图像（如图实－2－7乙）。则下列判断错误的是（　　）A．弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比B．弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比C．该弹簧的劲度系数是200N/mD．该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变【例2】某同学要探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k。做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上

6、。当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L0，弹簧下端每增加一个50g的砝码时，指针示数分别记作L1、L2、…、L7。（1）下表记录的是该同学测出的8个值：代表符号L0L1L2L3L4L5L6[来源:学.科.网]L7刻度数值/cm1.703.405.106.858.6010.3012.1014.05根据表中数据，用“逐差法”计算出每增加50g砝码时弹簧平均伸长量ΔL的数值为ΔL＝________cm。（2）根据以上数据，求出弹簧的劲度系数k＝________N/m。（g取9.8m/s2）【例3】某同学在研究性

7、学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻质弹簧竖直悬挂于某一深度为h＝30.0cm且开口向下的小筒中（没有外力作用时弹簧的下端位于筒内，用测力计可以同弹簧的下端接触），如图实－2－8甲所示，若本实验的长度测量工具只能测量露出筒外弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变l而测出对应的弹力F，作出F－l图像如图实－2－8乙所示，则弹簧的劲度系数为k＝________N/m，弹簧的原长l0＝________。高考解决方案第一阶段·模块课程·实验·探究弹力和弹簧伸长的关系Page5of5图

8、实－2－8【例1】某同学用如图所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验。他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：（重力加速度g＝9.8m/s2）钩码质量m/×102g01.002.003.004.005.006.007.00[来源:学*科*网]标尺刻度x/×10－2m15.0018.9422.8226