实验二探究弹力与弹簧伸长的关系

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1、实验二探究弹力与弹簧伸长的关系实验二探究弹力与弹簧伸长的关系第一关：基础关展望高考基础知识（一）实验目的1.探究弹力与弹簧伸长的定量关系；2.学会利用图象研究两个物理量之间的关系的方法.（二）实验原理1.如图所示,弹簧在下端悬挂钩码时会伸长,平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等.2.用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力下的伸长量x,建立坐标系,以纵坐标表示弹力大小F,以横坐标表示弹簧的伸长量x,在坐标系中描出实验所测得的各组(x,F)对应的点,用平滑的曲线连接起来,根据实验所得的图线,就可探知弹力大小与伸长量间的关系.

2、（三）实验器材弹簧,直尺,钩码一盒,铁架台.（四）实验步骤1.把弹簧吊在铁架台上,让弹簧自然下垂,在弹簧不挂钩码时测量弹簧的原长L0.2.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计算钩码的重力,填写在记录表格里.然后改变所挂钩码的质量,重复前面的实验过程多次.10实验二探究弹力与弹簧伸长的关系3.根据所测数据,在已经准备好的坐标纸上描点.以力为纵坐标,以弹簧的长度为横坐标.4.按照图中各点的分布与走向,尝试作出一条光滑曲线(包括直线),技巧是所描的点不一定都在曲线上.5.作图得到的是如图甲所示的图象.尽管

3、是直线,也就是一次函数,但不够简洁,即不是刚好反应函数间的正比关系.处理的手法是将坐标轴平移,就可以得到一个从原点出发的函数图象(图乙).这个平移的意义正是弹簧的长度之差,与所要考虑的伸长多少相关.平移后将横坐标由弹簧的长度改为弹簧的伸长量.6.进而找到弹簧的伸长为自变量,写出实验得到的曲线所代表的函数即弹力与弹簧伸长的关系.7.当函数表达式中出现常数时,试解释这个常数的物理意义.8.运用表中的数据计算验证所得的函数关系.（五）注意事项1.悬吊弹簧时要让它自然下垂,别忘了测量弹簧的原长L0.2.每改变一次拉力的大小就要做

4、一次测量记录.为了探索弹力和弹簧伸长的关系,要尽可能多测几组数据,以便在坐标纸上能描出更多的点.3.实验时拉力不要太大(即钩码不能过多),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.4.10实验二探究弹力与弹簧伸长的关系在坐标纸上尝试描画一条平滑曲线(包括直线)时,要顺着各点的走向来描,描出的点可以不一定正好在曲线上,但要注意使曲线两侧的点数大致相同.5.写出曲线所代表的函数时,建议首先尝试用一次函数,如果不行再考虑其他函数.第二关：技法关解读高考解题技法一、实验设计技法讲解1.实验设计探索性实验是一种以

5、探索物理规律为目的而进行的实验．虽然本实验要探索的弹力与弹簧伸长的关系早在1676年就被英国物理学家胡克所发现，但今天再尝试一下探索过程，体验物理规律是如何被发现的，不仅会使我们更加深入地理解弹力与弹簧伸长的关系，同时还可以学习如何通过实验来探索物理规律．如图所示将弹簧上端固定在支架上，下端挂的重物处于静止时，弹力大小等于重物受的重力，以此测弹力f.再用竖直地固定在支架上的刻度尺测出悬挂重物时弹簧的伸长量x.典例剖析例1用一个支架、一根弹簧、一把尺子和一个已知质量的砝码，来测定某个不太重的物体有多重，该怎样做？解析：这是

6、根据所给器材进行设计实验，最终得出实验结论的题目，依据的实验方法来源于基本实验原理．具体做法是：(1)将弹簧上端固定在支架上，下端挂上砝码(质量已知为m)，测出弹簧伸长x；(2)将砝码取去换上待测物体，测出弹簧伸长x′；(3)待测物体重为x′.二、实验数据的处理技法讲解（1）列表法：将测得的f1、x1；f2、x2；f3、x3……和f1/x1、f2/x2、f3/x3……填入设计好的表格之中，可以发现弹力f和弹簧伸长x的比值在实验误差允许范围内是相等的.(2)图象法：坐标纸上以弹簧伸长x为横坐标、弹力f为纵坐标，描出f1、x

7、1;f2、x2；f3、x3……相应的点，作出拟合曲线，可以发现该曲线可看作是一条通过坐标原点的直线.(3)函数法：弹力f与弹簧伸长量x满足f=kx的关系.典例剖析例2在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，某同学得到的数据记录如下：测得弹簧数据记录如下：测得弹簧原长为=10cm10实验二探究弹力与弹簧伸长的关系(1)根据测得数据作出弹簧拉力F和弹簧总长的关系图象.(2)由所得图象写出F与的函数关系式.(3)F与弹簧的伸长Δ成什么关系？F与Δ的比值等于多少？解析：（1）（2）F=k（）（3）F与Δ成正比关系，若F与Δ的比值

8、用k表示，则k==100N/m三、实验技巧技法讲解(1)实验所用弹簧应选用轻弹簧，其劲度系数不是很大，砝码的增减使弹簧应有较明显的形变.(2)悬挂砝码要适量，以免超出弹簧的弹性限度．(3)悬挂砝码静止时(保证拉力与弹簧伸长方向同轴)才能读数．(4)作图时，应以弹力作纵轴，弹簧的伸长量x(而非弹簧总长)为横轴．平滑直线