实验探究弹力和弹簧伸长的关系.ppt

实验二 　探究弹力和弹簧伸长的关系 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、实验步骤 1．如图所示，将铁架台放在桌面上(固定好)，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(最小分度为1 mm)固定于铁架台上，并用重垂线检查刻度尺是否竖直，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并测出钩码的重力，填写在记录表格里. 4．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．按照图中各点的分布与走向，尝试作出一条平滑的曲线(包括直线)，所画的点不一定正好都在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致均匀． 5．以弹簧的伸长量为自变量，写出曲线所代表的函数．首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数． 6．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．要注意观察，适可而止． 2．每次所挂钩码的质量差适当大一些，从而使坐标系上描的点适当稀一些，这样作出的图线精确． 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，以免增大误差． 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． 5．记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位． 六、误差分析 1．本实验误差的主要来源为读数和作图时的偶然误差． 2．弹簧竖直悬挂时，未考虑弹簧自身重力的影响． 3．为了减小误差，要尽量多测几组数据． 七、实验改进 在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，也可以不测量弹簧的自然长度，而以弹簧的总长作为自变量，弹力为函数，作出弹力随弹簧长度的关系图线．这样可避免因测弹簧的自然伸长而带来的误差. (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下图中的 (　　) 【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)本实验中应以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，以改变对弹簧的拉力，来探索弹力与弹簧伸长的关系，所以选A、B. (2)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 (2012·广东理综，34(2))某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系． (1)将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧．弹簧轴线和刻度尺都应在______________方向(填“水平”或“竖直”)． (2)弹簧自然悬挂，待弹簧____________时，长度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如下表： 表中有一个数值记录不规范，代表符号为____________．由表可知所用刻度尺的最小分度为____________． (3)下图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与____________的差值(填“L0”或 “Lx”)． (4)由图可知弹簧的劲度系数为______________N/m；通过图和表可知砝码盘的质量为__________________g(结果保留2位有效数字，重力加速度取9.8 m/s2)． 【解析】　(1)弹簧受砝码盘和砝码竖直方向的拉力，所以用刻度尺测量弹簧的长度及长度的变化时，为减小误差，弹簧轴线和刻度尺都应在竖直方向． (2)只有当弹簧稳定时，刻度尺读数才准确．题中数据L3只保留了小数点后一位，应与其他数据保