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1、实验实验探究弹力与弹簧伸长的关系一、实验目的一、实验目的：三、实验器材1.探究弹力与弹簧伸长量之间的关系.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。二、实验原理：2.学会用图象法分析处理实验数据。三、实验器材轻质弹簧(一根),钩码(一盒),刻度尺,铁架台,重垂线,坐标纸。四、实验步骤1.仪器的安装：如图所示,
2、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)固定于铁架台上,并用重垂线检查刻度尺是否竖直。2.操作与记录：(1)记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度L0。(2)在弹簧下端挂上一个钩码,待钩码静止后,记下弹簧下端所对应的刻度L1。(3)用前面做法(3)用前面做法,依次记下弹簧下端挂2个、3个、4个、…钩码时,弹簧下端所对应的刻度L2、L3、L4、…,并将所得数据记录在表格中.钩码个数刻度伸长量x弹力F0123︴6L0=L1=L2=L3=︴L
3、6=x1=L1-L0x2=L2-L0x3=L3-L0︴x6=L6-L0F1=F2=F3=︴F6=五、数据处理及分析1.用xn=Ln-L0计算出弹簧挂1个、2个、3个…钩码时弹簧的伸长量,并根据当地重力加速度值,计算出所挂钩码的总重力,这个总重力就等于弹簧弹力的大小,将所得数据填入表格.五、数据处理及分析2.根据所测数据在坐标纸上描点,最好以弹簧弹力为纵坐标,以弹簧的伸长量为横坐标.3.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
4、侧的点数大致相同.4.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,如果不行则考虑二次函数……六、注意事项1.实验中弹簧下端挂的钩码不要太多,以免弹簧被过分拉伸,超过弹簧的弹性限度.2.要使用轻质弹簧,且要尽量多测几组数据.3.本实验是探究性实验,实验前并不知道其规律,所以描点以后所作的曲线是试探性的,只是在分析了点的分布和走向以后才决定用直线来连接这些点.4.如果实验中不用弹簧的伸长量而用弹簧的总长为横坐标,得到的不是正比例函数,因此最好用弹簧的伸长量为横坐标.5.记录数据时
5、要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位.1.钩码标值不准确,弹簧长度测量不准确带来误差.2.画图时描点及连线不准确也会带来误差.3.弹簧拉力大小的不稳定会造成误差.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.七、误差分析教材例题1.一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹力与弹簧长度关系的图象如图所示，下列表述正确的是()A.a的原长比b的长B.a的劲度系数比b的大C.a的劲度系数比b的小D.
6、测得的弹力与弹簧的长度成正比提升训练：B2.如图甲所示,一个弹簧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大小的关系图象,如图乙所示.则下列判断正确的是()A.弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比B.弹力的增加量与对应的弹簧长度的增加量成正比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BCD3.某同学在研究性学习中,利用所学的知识解决了如下问题:一轻弹簧竖直悬挂于某一深度为h=25.0cm,且开
7、口向下的小筒中(没有外力作用时弹簧的下部分位于筒内,但测力计可以同弹簧的下端接触),如图甲所示.如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端弹簧的长度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Fl变化的图线如图乙所示,则弹簧的劲度系数为N/m,弹簧的原长l0=m.1000.15
