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时间:2019-07-24
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1、实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系一、实验目的1.探究弹力和弹簧伸长量之间的关系.2.学会利用图象法处理实验数据.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,伸长量可以由拉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了.三、实验器材铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角板、坐标纸、重垂线、铅笔..四、实验步骤1.如图所示,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(最小分度为1mm)固定
2、于铁架台上,并用重垂线检查刻度尺是否竖直,用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0,即原长.2.如图所示,将已知质量的钩码挂在弹簧的下端,在平衡时测量弹簧的总长并测出钩码的重力,填写在记录表格里.1234567F/NL/cmx/cm3.改变所挂钩码的质量,重复前面的实验过程多次.4.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.按照图中各点的分布与走向,尝试作出一条平滑的曲线(包括直线),所画的点不一定正好都在这条曲线上,但要注意使曲线两侧的点数大致均匀.5.以弹簧的伸长量为自变量,写出曲线所代表的函数.首先尝试一次函数,如果
3、不行则考虑二次函数.6.得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系,解释函数表达式中常数的物理意义.五、注意事项1.所挂钩码不要过重,以免弹簧被过分拉伸,超出它的弹性限度.要注意观察,适可而止.2.每次所挂钩码的质量差适当大一些,从而使坐标系上描的点适当稀一些,这样作出的图线精确.3.测弹簧长度时,一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量,以免增大误差.4.描点画线时,所描的点不一定都落在一条曲线上,但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧.5.记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位.六、误差分析1.本实验误差的主要来源为读数和作图时的偶然误差.2.弹簧竖直悬挂
4、时,未考虑弹簧自身重力的影响.3.为了减小误差,要尽量多测几组数据.七、实验改进在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,也可以不测量弹簧的自然长度,而以弹簧的总长作为自变量,弹力为函数,作出弹力随弹簧长度的关系图线.这样可避免因测弹簧的自然伸长而带来的误差.(1)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,以下说法正确的是()A.弹簧被拉伸时,不能超出它的弹性限度B.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实验中应注意的问题AB(
5、2)某同学做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验,他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长,用直尺测出弹簧的原长L0,再把弹簧竖直悬挂起来,挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L,把L—L0作为弹簧的伸长量x,这样操作,由于弹簧自身重力的影响,最后画出的图线可能是下图中的()C【解析】本题主要考查使用弹簧时应注意的问题,还有用图象法来描述弹簧的弹力与其伸长量间的关系.(1)本实验中应以研究的一根弹簧为实验对象,在弹性限度内通过增减钩码的数目,以改变对弹簧的拉力,来探索弹力与弹簧伸长的关系,所以选A、B.(2)考虑弹簧自身重力的影响,当不挂钩码时,弹簧的伸长量x>0,所以选C.【
6、答案】(1)AB(2)C(2012·广东理综,34(2))某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系.(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(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Lx;在砝码盘中每次增加10g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6,数据如下表:实验数据的处理竖直稳定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____________.代表符号L0LxL1L2L3L4
7、L5L6数值(cm)25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30L31mm(3)下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(填“L0”或“Lx”).Lx(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,重力加速度取9.8m/s2).4.910【解析】(1)弹簧受砝码盘和砝码竖直方向的拉力,所以用刻度尺测量弹簧的长度及长度的变化时,为减小误差,弹簧轴线和刻度尺都应在竖直方向.
8、(2)只有
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