高考物理月刊专版 专题2 相互作用 共点力的平衡实验二 研究弹力与弹簧伸长的关系课件.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 2 1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 2 2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图实 2 3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x 0 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30g 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 8m s2 1 完成上面表格再根据这些实验数据在图实 2 5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f mg 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 2 6所示 该