m5和相应的弹簧长度l2.PPT

* 实验 探究弹力和弹簧 伸长的关系 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. 实验目的 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. 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. 实验器材 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.如图所示,在弹簧下端挂质量为m1 的钩码，量出此时弹簧的长度l1，记 录m1和l1，填入自己设计的表格中. 实验步骤 ... ... ... ... F3= x3=l3-l0 l3= 3 F2= x2=l2-l0 l2= 2 F1= x1=l1-l0 l1= 1 l0= 0 弹力F 伸长量x 长度 钩码个数 3.改变所挂钩码的质量,量出对应的弹簧长度,记录m2、m3、m4、m5和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5,并得出每次弹簧的伸长量x1、x2、x3、x4、x5. 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. 3.得出弹力和弹簧伸长之间的定量关系,解释函数表达式中常数的物理意义. 误差分析 1.弹簧拉力大小的不稳定会造成误差.因此,使弹簧的悬挂端固定,另一端通过悬挂钩码来充当对弹簧的拉力,待稳定后再读数可以提高实验的准确度. 2.尽量精确地测量弹簧的长度，也是减小实验误差的基本方法. 3.描点、作图不准确. 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尽量大一些,从而使坐标上描的点的间距尽可能大,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,以免增大误差. 4.描点画线时,所描的点不一定都落在曲线上,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. 【例1】某同学用如图所示装置做探究弹力 和弹簧伸长关系的实验.他先测出不挂砝码 时弹簧下端指针所指的标尺刻度,然后在弹 簧下端挂上砝码,并逐个增加砝码,测出指 针所指的标尺刻度,所得数据列表如下:(重 力加速度g=9.8 m/s2) 54.50 42.00 34.60 30.66 26.78 22.82 18.94 15.00 标尺刻度 x/×10-2 m 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0 砝码质量 m/×102 g 典例剖析 (1)根据所测数据,在坐标纸上作出 弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码 质量m的关系曲线. (2)根据所测得的数据和关系曲线可 以判断,在_____范围内,弹力大小与 弹簧伸长关系满足胡克定律.这种规 格弹簧劲度系数为________N/m. 思路点拨 (1)在坐标纸上描点，然后根据各点的分布与走向,用平滑的曲线(或直线)连接各点. (2)满足胡克定律的应是图形中的直线部分. 解析:(1)如图所示 (2)根据图形可以看出，当m≤5.00×102 g=0.5 kg时, 标尺刻度x与砝码质量m成一次函数关系,所以当F=mg ≤4.9 N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律. 图线斜率的大小在数值上等于弹簧的劲度系数k,则k= 25 N/m. 答案:(1)见解析 (2)0～4.9 N 25 【例2】用一个支架、一根弹簧、一把直尺和一个已知质量的钩码,来测定某个不太重的物体有多重,该怎么做? 解析:本题主要考查实验方法的拓展迁移能力. (1)将弹簧上端固定在支架上,下端挂上钩码(质量已知为m),测出弹簧伸长量x. (2)将钩码取下换上待测物体,测出弹簧伸长量x′. (3)求出待测物体的重力 【例2】(1)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”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．用增加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