研究弹力与弹簧伸长的关系.ppt

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 1如图实21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,三、实验器材 铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角板、 坐标纸、重垂线、铅笔,四、实验操作 1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 出弹簧自然伸长状态时的长 度l0，即原长,(2)如图实22所示，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L并计算钩码的重力，填 写在记录表格里.,(3)在弹簧的弹性限度内改变所挂钩码的质量，重复前面的 实验过程多次,2数据处理 (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)以弹簧的伸长量x为自变量，写出曲线所代表的函数首 先尝试写成一次函数，如果不行则考虑二次函数 (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,五、注意事项 1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 2每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标上描的 点尽可能稀，这样作出的图线更精确 3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，以减小误差,4描点画线时，所描的点不一定都落在一条曲线上，但应 注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧描出的线不 应是折线，而应是平滑的曲线 5记录数据时要注意弹力与弹簧伸长量的对应关系及单位,六、误差分析 1钩码标值不准确及弹簧长度测量不准确带来误差 2作图时描点及连线不准确也会带来误差 3弹簧竖直悬挂时，未考虑弹簧自身重力的影响而带来 误差,(1)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，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用悬挂钩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，挂上钩码后测出弹簧伸长 后的长度L，把LL0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图实23 中的 ( ),解析 本题主要考查使用弹簧时应注意的问题，还有 用图象法来描述弹簧的弹力与其伸长量间的关系 (1)实验中应以所研究的一根弹簧为实验对象，在弹性限度内通过增减钩码的数目来改变对弹簧的拉力，以探索弹力与弹簧伸长的关系，并且拉力和重力平衡，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x0，所以选C.,答案 (1)AB (2)C,某同学在做“探究弹力和弹簧伸 长的关系”的实验中，设计了如图实2 4所示的实验装置，所用的每个钩码质量都 是30 g，他先测出不挂钩码时弹簧的自然长 度，然后再将5个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格中(弹力始终未超过弹性限度，g取9.8 m/s2),(1)完成上面表格再根据这些实验数 据在图实25给定的坐标纸上作 出弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长L 之间的函数关系图线，说明图线跟 坐标轴交点的物理意义：_ _. (2)在(1)中所得图线的物理意义是_ 该弹簧的劲度系数k_.,解析 (1)弹力的大小等于钩码所受的重力，即Fmg.,根据实验数据在坐标纸上描出 的点，基本上在同一条直线上， 可以判定F和L间是一次函数关 系画一条直线，使尽可能多 的点落在这条直线上，不在直 线上的点均匀地分布在直线两侧，函数关系图象如图实26所示该图线