实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系

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1、实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系［实验目的］1.探究弹力和弹簧伸长量ZI'可的关系.m2.学会利用图象法处理实验数据.［实验原理］1.如图1所示,在弹簧F端悬挂钩码时弹簧会伸长,平衡时弹簧产牛的弹力与所挂钩码的重力大小相等.2.弹簧的长度町用刻度尺直接测出,伸长量可以由拉长后的长度减去弹赞原来的长度进行计算•这样就对以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量Z间的定量关系了.［实验器材］弹簧（不同的多根）、刻度尺、钩码、铁架台、铁夹、处标纸、三角板等。［实验步骤］1•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仲氐状态时的长度L0

2、,即原长.2.如图2所示，在弹簧下端挂质量为ml的钩码，量出此时弹簧的长度L1,记录ml和L1,填入自己设计的表格中.77777777777777777777777773.改变所挂钩码的质量,:&出对应的弹簧长度，记录m2、m3、m4、和相应的弹费长度L2、L3、L4、L5,并得出每次弹簧的伸长量xl、x2^x3、x4、x5.钩码个数长度伸长最X弹力F0L0=1Ll=xl=Ll・L0Fl=2L2=x2=L2-L0F2=3L3=x3=L3-L0F3=【数据处理】1.以弹力F（大小等于所挂钩码的重力）为纵朋标，以弹赞的伸长量x为横处标，

3、用描点法作图.连接各点，得出弹丿JF随弹簧仲长屋x变化的图线.1.以弹簧的伸长量为H变量，写出Illi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.2.得出弹力和弹簧仲氏Z间的定虽关系，解释函数表达式中常数的物理意义.【误差分析】1.弹簧拉力大小的不稳定会造成谋差.因此，使弹簧的悬挂端固定，另一端通过悬挂钩码來充当对弹簧的拉力,待稳定后再读数可以提高实验的准确度.2.尽量精确地测量弹簧的长度，也是减小实验误差的基本方法.3.描点、作图不准确.【注意事项】1.所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉仲，超出它的弹性限度•要注意观察

4、，适可而止.2.每次所挂钩码的质量差尽量人一些，从而使坐标上描的点的间距尽可能人,这样作出的图线更楮确.3.测弹簧长度时，一定要在弹簧竖肓悬挂且处于平衡状态时测量，以免增人谋差.4.描点画线时，所描的点不一定都落在一条

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6、线上，但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧.5.记录数据时耍注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位.【例1】某同学用如图3所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验.他先测出不挂硅码时弹簧卜•端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上祛码，并逐个增加祛码，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

7、.8m/s2)祛码质量m/X102g01.002.003.004.005.006.007.00标尺刻度x/X102m15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.0054.50(1)根据所测数据，在图4坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x与祛码质最m的关系曲线.布与走向,用平滑的曲线（或直线）连接各点.（2）满足胡克定律的应是图线中的肓•线部分.【实战练习】L如图甲所示，一个弹簧一端固定在传感器上，传感器为电脑相连.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最与弹簧产生的弹力人小的关系图象（

8、如图乙）.则下列判断正确的是（）甲./20/10/-io-5%51U13X/cm/-20F/NA.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吋,劲度系数不变2.做“探究弹力和弹簧仲长虽的关系”的实验步骤如下：A.以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标,描出各组数据（x,F）对应的点，并用平滑的曲线连接起来.B.记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度L0;C.将铁架台固定于桌子上（也可在横梁的另一侧挂上-•定的配重），并将弹簧的一•端系于横梁上，

9、在弹簧附近竖直固定一刻度尺；D.依次在弹簧卜-端挂上2个、3个、4个、…钩码，并分别记下钩码静止时，弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内，然后取下钩码；E.以弹簧伸长量为白变量，写出弹力与伸长量的关系式，首先尝试写成一次函数，如果不行则考虑二次函数；F.解释函数表达式屮常数的物理意义；G.整理仪器.请将以上步骤按操作的先后顺序排列出來:・3、在《探究弹赞弹力与弹赞伸长量之间关系》实验知道在弹性限度内，弹赞弹力F与形变量X成正比，并且不同弹簧，其劲度系数也不同。某中学的探究学习小组从资料中査到：弹赞的劲度系数与弹簧的材料和形状有关。该学

10、习小组想研究弹簧的劲度系数与弹簧长度的关系，现冇A、B、C、D四根材料和粗细完全相同仅长度不同的弹簧。（1）学习小组的同学们经过思考和理论推导，各日提出了日己的看法，其小甲同学认为弹赞的劲度系数可能与弹簧长度成正比，同学乙认为弹簧的劲