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第2课时实验：探究弹簧弹力与形变的关系

实验必备·自主学习关键能力·合作探究

随堂演练·自主检测

实验必备·自主学习

一、实验目的

1．探究弹簧弹力与形变的关系．

2．学会利用图像研究两个物理量之间关系的方法．

二、实验原理

二力平衡．

三、实验器材

铁架台，下端带挂钩的弹簧，100g的钩码若干，刻度尺等．

四、实验步骤

1．如图(a)所示，将弹簧挂置于铁架台的横杆上，测出弹簧的原长

(自然长度)

2．如图(b)所示，在弹簧下端依次挂上1个、2个……相同的钩

码．根据二力平衡可知，静止时弹簧弹力的大小等于钩码所受重力的

大小．分别测出弹簧静止时的长度l，计算出弹簧的伸长量x＝l－l.

0

3．把所测得的数据填写在下列表格中．

序号12345

钩码所受重力G/N

弹簧长度l/m

弹力的大小F/N

弹簧的伸长量x/m

4.以x为横轴，F为纵轴建立坐标系，根据表中的数据，在下图的坐

标纸上描点，画出F-x图像．

5．分析弹力F与弹簧伸长量x的关系．

[注意事项]

(1)实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免弹簧被过度拉伸，超过弹簧的弹性

限度．

(2)要尽量多测几组数据．

(3)本实验是探究性实验，实验前并不知道其规律，所以描点以后所作的图线是

试探性的，只是在分析了点的分布和走向以后才决定用直线来连接这些点的．

(4)如果实验中不用弹簧的伸长量而用弹簧的总长为横坐标，得到的不是正比例

函数．

(5)在弹簧悬挂后的自然下垂状态下测原长，而不是在水平状态下测量原长，因

为弹簧本身重力会使弹簧伸长．

[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．

关键能力·合作探究

探究点一教材原型实验

【典例示范】

题型1实验操作过程

例1如图所示，用铁架台、弹簧和多个未知质量但质量相等的钩码

探究在弹性限度内弹簧弹力与形变量的关系．

(1)为完成实验，除了图中提供的实验器材，你还需要的实验器材有：

________．

刻度尺

(2)实验中你需要测量的物理量有：_________、_________________

弹簧原长

弹簧挂不同个数的钩

___________________．

码时所对应的弹簧长度

解析：(1)实验需要测弹簧的长度、形变量，故还需要的实验器材有：刻度尺．

(2)为了测量弹簧的形变量；由胡克定律可知，实验中还应测量弹簧的原长、弹

簧挂不同个数的钩码时所对应的弹簧长度．

(3)为完成该实验，设计的实验步骤如下：

A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(x，F)对应的点，并

用平滑的曲线连接起来；

B．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l，测量出一个钩码的重力；

0

C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固

定一把刻度尺；

D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3