探究弹力和弹簧伸长量的

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1、实验　探究弹力和弹簧伸长量的关系一、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：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)；弹簧的原长和形变后的长度可用刻度尺测出，计算出弹簧的形变量，多测几组数据，用列表或作图的方法探索出弹力与弹簧伸长量的定量关系．三、实验器材：弹簧(不同的多根)、刻度尺、钩码、铁架台．四、实验方法：实验观察法、分析归纳法．五、实验步骤：图11．．将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0，即原长．

2、2．如图1所示，在弹簧下端挂质量为m1的钩码，量出此时弹簧的长度l1，记录m1和l1，填入自己设计的表格中．然后改变钩码的质量，再读出几组数据．3．将数据记录在表格中．(弹簧原长l0＝________cm)1234567F/Nl/cmx/cm六、实验数据处理方法1．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．连接各点，得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线．2．探索结论：按照F—x图象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，首先看F—x是否为一

3、次函数，如果不是则考虑是否是二次函数或其他函数．3．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．七、误差分析：1.本实验的误差来源之一，是因弹簧拉力大小的不稳定造成的.因此，使弹簧的悬挂端固定，另一端通过悬挂钩码来充当对弹簧的拉力，待稳定后再读数可以提高实验的准确度；2．弹簧长度的测量，是本实验的主要误差来源．所以，测量时尽量精确地测量弹簧的长度．3．描点、作图不准确．八、注意事项：1．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、读数，以免增大误差．2．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．3．每次所挂钩码的质

4、量差尽量大一些，从而使坐标上描的点的间距尽可能大，这样作出的图线更精确．4．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．5．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．6．记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位．一、(2010年高考浙江理综卷)在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”的实验中，甲、乙两位同学选用不同的橡皮绳代替弹簧，为测量橡皮绳的劲度系数，他们在橡皮绳下端依次逐个挂上钩码(每个钩码的质量均为m＝0.1kg，取g＝10m/s2)，并记录绳下端的坐标x加i(下标i表示挂在绳下端钩

5、码个数)，然后逐个拿下钩码，同样记录绳下端的坐标x减i，绳下端坐标的平均值xi＝(x加i＋x减i)/2的数据如下表：高考真题挂在橡皮绳下端的钩码个数橡皮绳下端的坐标(xi/mm)甲乙1216.5216.52246.7232.03284.0246.54335.0264.25394.5281.36462.0301.0(1)同一橡皮绳的x加i________x减i(“大于”或“小于”)(2)________同学的数据更符合实验要求(“甲”或“乙”)；(3)选择一组数据用作图法得出该橡皮绳的劲度系数k(N/m)；(4)为了更好地测量劲度系数，在选用钩码时需考虑的因素有哪些？【解析】(1)小于(

6、2)乙(3)由所给数据得改变量如下表所示挂在橡皮绳下端的钩码个数改变量(xi－x1/mm)甲乙1230.215.5367.530.04118.547.75178.064.86245.584.5由上表作图得图2－4－7由图可得k乙＝57～70(N/m)或图2－4－8对于甲同学的数据，因为只有前几个数据可认为在弹性范围内，由图中切线的斜率得k甲＝25～34(N/m)(4)尽可能使伸长量在弹性范围内，同时有足够大的伸长量，以减小长度测量的误差．【答案】见解析题型一　用图象法处理实验数据图2[例1]某同学用如图2所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验．他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻

7、度，然后在弹簧下端挂上砝码，并逐个增加砝码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：(取g＝9.8m/s2)砝码质量m/102g01.002.003.004.00标尺刻度x/10－2m15.0018.9422.8226.7830.66砝码质量m/102g5.006.007.00标尺刻度x/10－2m34.6042.0054.50(1)根据所测数据，在图3所示的坐标纸上作弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线．图3(2)根据所测得的数据