物理（新课标）总复习配套讲义：第课时 探究弹力和弹簧伸长的关系 .docxVIP

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第12课时探究弹力和弹簧伸长的关系(实验提能课)

eq\a\vs4\al（［理清实验要点])

一、实验目的

1．探究弹力和弹簧伸长量的关系。

2．学会利用图像法处理实验数据，探究物理规律。

二、实验原理

1．如图所示,弹簧在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(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。

三、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。

四、实验步骤

1．根据实验原理图，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．记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0，即弹簧的原长。

3．在弹簧下端挂上钩码，待钩码静止时测出弹簧的长度l，求出弹簧的伸长x和所受的外力F(等于所挂钩码的重力）。

4．改变所挂钩码的数量，重复上述实验，要尽量多测几组数据,将所测数据填写在表格中。

记录表:弹簧原长l0＝________cm。

次数

内容

1

2

3

4

5

6

拉力F/N

弹簧总长/cm

弹簧伸长/cm

五、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。

六、误差分析

1．系统误差

钩码标值不准确和弹簧自身重力的影响造成系统误差。

2．偶然误差

(1）弹簧长度的测量造成偶然误差,为了减小这种误差，要尽量多测几组数据。

（2)作图时的不规范造成偶然误差，为了减小这种误差，画图时要用细铅笔作图，所描各点尽量均匀分布在直线的两侧。

七、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，从而使坐标点的间距尽可能大，这样绘出的图线准确度更高一些。

3．测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于稳定状态时测量，以免增大误差。

4．描点画线时,所描的点不一定都落在一条直线上，但应注意一定要使各点均匀分布在直线的两侧。

5．记录实验数据时要注意弹力、弹簧的原长l0、总长l及弹簧伸长量的对应关系及单位。

6．坐标轴的标度要适中.

eq\a\vs4\al（［抓牢常规考点]）

考点(一)实验原理与操作

［例1］如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个质量均为m的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。

（1）为完成实验，还需要的实验器材有:__________________________________。

(2)实验中需要测量的物理量有:________________________________________

________________________________________________________________________。

(3）图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F.x图线，由此可求出弹簧的劲度系数为________N/m.图线不过原点是由于________________________________________。

（4）为完成该实验，设计实验步骤如下：

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l0；

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个、4个、…钩码,并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码；

E．以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与伸长量的关系式。首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数；

F．解释函数表达式中常数的物理意义;

G．整理仪器.

请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：_______________________________.

［解析］(1）根据实验原理可知还需要刻度尺来测量弹簧原长和伸长量；

（2）根据实验原理，实验中需要测量的物理量有弹簧的原长、弹簧所受外力与对应的伸长量（或与弹簧对应的长度）;

(3)取图像中(0.5,0）和(3。5，6）两个点，代入F＝kx可