物理实验研究弹力与弹簧伸长的关系复习资料.ppt

1、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，

2、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

3、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

4、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

5、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：_

6、_. (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所示该图线跟坐标轴交点的横坐标表示弹簧的原长,(2)图线的物理意义是表明弹簧弹力的大小和弹簧伸长量的大小成正比，由此可得k ，将数据代入求平均值可得k25.3 N/m.,答案见解析,一、实验目的 1会用弹簧测力计和细线测出力的大小和方向 2探究求合力的方法,二、实验原理 一个力F的作

7、用效果和两个力F1、F2的作用效果都是使同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点，所以力F就是这两个力F1和F2的合力，作出力F的图示再根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示，比较F和F的大小 和方向是否相同，若相同，则说明互成角度的两个力合成时遵循平行四边形定则,三、实验器材 方木板，白纸，弹簧测力计(两只)，橡皮条，细绳套 (两个)，三角板，刻度尺，图钉(几个),四、实验操作 1用图钉把白纸钉在水平桌面的方木板上 2用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端 拴上两个细绳套,3用两只弹簧测力计分别钩住细绳套， 互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸 长到某一位置O，如图实31所示， 记录两

8、弹簧测力计的读数，用铅笔描 下O点的位置及此时两细绳套的方向 4用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳的方向画直线，按 选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1和F2的图示， 并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行 四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示,5只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到 同样的位置O，记下弹簧测力计的读数和细绳的方向， 用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出这只 弹簧测力计的拉力F的图示 6比较力F与用平行四边形定则作出的合力F在大小和 方向上是否相同 7改变两个力F1与F2的大小和夹角，再重复实验两次,五、注意事项 1同一实验中的两只弹簧测力

9、计的选取方法是：将两只弹 簧测力计调零后互钩对拉，若两只弹簧测力计在对拉过 程中，读数相同，则可选用；若读数不同应矫正弹簧测 力计或另换，直至相同为止 2在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点O位置一定要 相同,3用两只弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时， 夹角不宜太大也不宜太小，在60100之间为宜 4读数时应注意使弹簧测力计与木板平行，并使细绳套与 弹簧测力计的轴线在同一条直线上，避免弹簧测力计的 外壳与弹簧测力计的限位卡之间有摩擦眼睛要正视弹 簧测力计的刻度，在合力不超过量程及橡皮条弹性限度 的前提下，拉力的数值应尽量大些,5细绳套应适当长一些，便于确定力的方向不要直接沿 细绳套的方

10、向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点， 去掉细绳套后，再将所标点与O点连接，即可确定力的方 向 6在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且 要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些,六、误差分析 1弹簧测力计本身的误差 2读数误差和作图误差 3两分力F1、F2间的夹角越大，用平行四边形定则作图 得出的合力F的误差也越大,(2009山东高考)某同学在家中 尝试验证平行四边形定则，他找到三条 相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小 重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、 细绳、白纸、钉子，设计了如下实验： 将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的 两个钉子A、B上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O，将

11、第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物，如图实32所示,(1)为完成该实验，下述操作中必需的是_ a测量细绳的长度 b测量各橡皮筋的原长 c测量悬挂重物后各橡皮筋的长度 d记录悬挂重物后结点O的位置 (2)钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证，可采用的方法是_ _.,解析(1)三段相同的橡皮筋，具有相同的劲度系数，故三段橡皮筋的形变量的大小代表了三段橡皮筋承受的力的大小，故必需b、c项A、B两点固定，O点的位置则决定了三个力的方向(因绳中的力恒沿绳的方向)，故必需d项 (2)最简便的方法是：更换不同的小重物,答案(1)b、c、d(2)更换不同的小重物,(2010宁波检测)“探究求合力的方法”的实验如图实33甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳图实33乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图,(1)图乙中的_是力F1和F2的合力的理论值； _是力F1和F2的合力的实际测量值 (2)在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，那么实验结果是 否会发生变化？答：_.(选填“变”