测弹簧弹力的实验(老师用).pdfVIP

(1)探究弹力与弹簧伸长量的定量关系。

(2)学会用列表法、图象法、函数法处理实验数据。

(1)如图实－2－1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。

(1)将弹簧挂在支架上，测量弹簧的原长l。

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(2)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)。

(3)改变所挂钩码的数量，重复上述实验，要尽量多测几组数据，将所测数据填写在下

列表格中。

记录表：弹簧原长l＝________cm。

0

次数

123456

内容

拉力F/N

弹簧总长/cm

弹簧伸长/cm

(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x为自变量，写出曲线所代表的函数。首先尝试写成一次函数，如

果不行则考虑二次函数。

(3)得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义。

(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。

(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尽可能稀，这样作出的图

线更精确。

(3)测量弹簧的原长时要让它自然下垂。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，以减小误差。

(4)测量有关长度时，应区别弹簧原长l、实际总长l及伸长量x三者之间的不同，明确

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三者之间的关系。

(5)建立平面直角坐标系时，两轴上单位长度所代表的量值要适当，不可过大，也不可

过小。

(6)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。描出的线不应是折线，而应是平滑的曲线。

(7)记录数据时要注意弹力与弹簧伸长量的对应关系及单位。

(1)本实验的误差来源之一是因弹簧拉力大小的不稳定造成的，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，可以提高实验的准确度。

(2)弹簧长度的测量是本实验的主要误差来源，所以，测量时尽量精确地测量弹簧的长

度。

(3)在F－x图象上描点、作图不准确。

(1)将弹簧放在一端带有定滑轮的光滑木板上，在水平方向上做实验，如图实－2－2所

示，这样可避免弹簧重力对实验的影响。

(2)利用计算机及传感器技术，将弹簧水平放置，且一端固定在传感器上，传感器与电

脑相连，如图实－2－3所示，对弹簧施加变化的作用力(拉力或推力)时，电脑上得到弹簧弹

力和弹簧形变量的关系图象，分析图象得出结论。

[例1](2012·临沂模拟)如图实－2－4甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等

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。图线不过原点的原因是由于_____________________________________。

(4)为完成该实验，设计的实验步骤如下：

A．以弹簧伸长量为横