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高考物理实验2、探究弹力和弹簧伸长量的关系

【实验目的】

(1)通过实验探究弹力和弹簧形变量的关系。

(2)学会利用图象法处理实验数据，探究物理规律。

(3)进一步理解胡克定律，掌握以胡克定律为原理的拓展实验的分析方法．

【实验原理】

(1)如图所示，弹簧下端悬挂钩码时会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂

钩码的重力大小相等。

(2)用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力下的伸长量x，建立直角坐标系，以

纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实验所

测得的各组数据(x、F)对应的点，用平滑的曲线连接起来，根据实验所得的图线，就可探知弹力大小

与弹簧伸长量间的关系。

【实验器材】

铁架台、毫米刻度尺、弹簧、钩码(若干)、三角板、铅笔、重垂线、坐标纸等。

【实验步骤】

(1)安装：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1mm)固定于铁架台上，并用重垂线检查刻度尺是否竖直。

(2)记原长：记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l，即弹簧的原长。

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(3)测F、x：在弹簧下端挂质量为m的钩码，静止时测出此时弹簧的长度l，记录m和l，得

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出弹簧的伸长量x，将这些数据填入自己设计的表格中．。

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(4)重复：改变所挂钩码的质量，测出对应的弹簧长度，记录m、m、m、m和相应的弹簧长

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度l、l、l、l，并得出每次弹簧的伸长量x、x、x、x.

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次数

123456

内容

拉力F/N

弹簧总长/cm

弹簧伸长/cm

【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，写出图线所代表的函数表达式，并解释函数表达式中常数的物理

意义。

【注意事项】

(1)安装实验装置：要保持刻度尺竖直并靠近弹簧．

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(2)不要超过弹性限度：实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免超过弹簧的弹性限度．

(3)尽量多测几组数据：要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据．

(4)观察所描点的走向：不要画折线．

(5)统一单位：记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位．

【误差分析】

(1)钩码标值不准确、弹簧长度测量不准确带来误差。

(2)画图时描点及连线不准确也会带来误差。

命题点一：实验原理与操作

例1．(1)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，下列说法正确的是________。

A．弹簧被拉伸时，所挂钩码越多，误差越小

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，