第5讲 实验2 探究弹力和弹簧伸长量的关系.docx

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1、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？基础知识讲解1.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。2.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。3.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。4.实验步骤：（1）将铁架台放于

2、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

3、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。5.注意事项：第13页共13页（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）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“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，有如下一些步骤（　　）A．在弹簧下端挂上一个钩码，观察指

4、针所指位置，测出弹簧的伸长x1B．将弹簧固定悬挂在金属横杆上，将刻度尺竖直固定在弹簧旁，观察弹簧指针所指位置，并记下该位置C．在坐标纸上建立平面直角坐标系，以F为纵坐标、x为横坐标，根据实验数据，选定两坐标轴适当的标度D．将各组实验数据在平面坐标上进行描点，观察点的分布与走势，用平滑曲线作出反映F和x对应规律的图象E．将铁架台放在水平实验桌上，将金属横杆水平固定在铁架台上F．给弹簧下端挂上两个钩码、三个钩码……，分别观察指针所指的位置，测出对应的伸长x2、x3……G．根据图象和数据做出结论并整理仪器实验中合理实验步骤排序为（　　）A．EB

5、AFCDGB．EBAFDCGC．EBFCADGD．EAFBCDG【答案】A【例2】（1）在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”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．用悬挂砝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（2）某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”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，挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度L，

6、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所示图象中的（　　）【解析】（1）本实验中应以需要研究的一根弹簧为实验对象，在弹性限度内通过增减砝码的数目，以改变对弹簧的拉力，来探索弹力与弹簧的伸长量的关系，所以选A、B.（2）由于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.第13页共13页【答案】（1）AB　（2）C【例1】某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时，将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂，测出其自然长度；然后在其下部施加外力F，测出弹簧的总长度L，改变外力F的

7、大小，测出几组数据，作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示．（实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的）由图可知该弹簧的自然长度为________cm；该弹簧的劲度系数为________N/m.【解析】由图象可知F＝0时，L0＝10cm，即自然长度为10cm，根据F＝k·ΔL，k＝＝N/m＝50N/m.【答案】10　50【例2】某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计了图2－5－6所示的实验装置．他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在下面的表中．（弹簧始终在弹性限度内）测

8、量次序123456弹簧弹力大小F/N00.490.981.471.962.45弹簧总长x/cm67.168.349.4810.8511.75（1）根据实验数据在图2－5－7的坐标纸上已描出了前