第二章實驗二研究彈力與彈簧伸長的關系

1、一、實驗目的一、實驗目的1探究彈力和彈簧伸長量之間的關系探究彈力和彈簧伸長量之間的關系2學會利用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)學會利用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)二、實驗原理二、實驗原理1如圖實如圖實21所示，在彈簧下端所示，在彈簧下端 懸掛鉤碼時彈簧會伸長，平衡時懸掛鉤碼時彈簧會伸長，平衡時 彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的重彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的重 力大小相等力大小相等2彈簧的長度可用刻度尺直接測出，伸長量可以由拉長后彈簧的長度可用刻度尺直接測出，伸長量可以由拉長后 的長度減去彈簧原來的長度進行計算這樣就可以研究的長度減去彈簧原來的長度進行計算這樣就可以研究 彈簧的彈力和彈簧伸長量之間的定量關系了彈簧的彈力和彈簧

2、伸長量之間的定量關系了三、實驗器材三、實驗器材 鐵架臺、彈簧、毫米刻度尺、鉤碼若干、三角板、鐵架臺、彈簧、毫米刻度尺、鉤碼若干、三角板、坐標紙、重垂線、鉛筆坐標紙、重垂線、鉛筆四、實驗操作四、實驗操作1實驗步驟實驗步驟 (1)將彈簧的一端掛在鐵架臺上，將彈簧的一端掛在鐵架臺上， 讓其自然下垂，用刻度尺測讓其自然下垂，用刻度尺測 出彈簧自然伸長狀態(tài)時的長出彈簧自然伸長狀態(tài)時的長 度度l0，即原長，即原長(2)如圖實如圖實22所示，將已知質(zhì)量的鉤碼掛在彈簧的下所示，將已知質(zhì)量的鉤碼掛在彈簧的下 端，在平衡時測量彈簧的總長端，在平衡時測量彈簧的總長L并計算鉤碼的重力，填并計算鉤碼的重力，填 寫在記錄

3、表格里寫在記錄表格里.1234567F/NL/cmx/cm(3)在彈簧的彈性限度內(nèi)改變所掛鉤碼的質(zhì)量，重復前面的在彈簧的彈性限度內(nèi)改變所掛鉤碼的質(zhì)量，重復前面的 實驗過程多次實驗過程多次2數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理(1)以彈力以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標，以彈簧的為縱坐標，以彈簧的 伸長量伸長量x為橫坐標，用描點法作圖連接各點，得出彈力為橫坐標，用描點法作圖連接各點，得出彈力 F隨彈簧伸長量隨彈簧伸長量x變化的圖線變化的圖線(2)以彈簧的伸長量以彈簧的伸長量x為自變量，寫出曲線所代表的函數(shù)首為自變量，寫出曲線所代表的函數(shù)首 先嘗試寫成一次函數(shù)，如果不行則考慮二次函數(shù)先

4、嘗試寫成一次函數(shù)，如果不行則考慮二次函數(shù)(3)得出彈力和彈簧伸長量之間的定量關系，解釋函數(shù)表達得出彈力和彈簧伸長量之間的定量關系，解釋函數(shù)表達 式中常數(shù)的物理意義式中常數(shù)的物理意義五、注意事項五、注意事項1所掛鉤碼不要過重，以免彈簧被過分拉伸，超出它的彈所掛鉤碼不要過重，以免彈簧被過分拉伸，超出它的彈 性限度性限度2每次所掛鉤碼的質(zhì)量差盡量大一些，從而使坐標上描的每次所掛鉤碼的質(zhì)量差盡量大一些，從而使坐標上描的 點盡可能稀，這樣作出的圖線更精確點盡可能稀，這樣作出的圖線更精確3測彈簧長度時，一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)測彈簧長度時，一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài) 時測量，以減小誤差時

5、測量，以減小誤差4描點畫線時，所描的點不一定都落在一條曲線上，但應描點畫線時，所描的點不一定都落在一條曲線上，但應 注意一定要使各點均勻分布在曲線的兩側(cè)描出的線不注意一定要使各點均勻分布在曲線的兩側(cè)描出的線不 應是折線，而應是平滑的曲線應是折線，而應是平滑的曲線5記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力與彈簧伸長量的對應關系及單位記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力與彈簧伸長量的對應關系及單位六、誤差分析六、誤差分析1鉤碼標值不準確及彈簧長度測量不準確帶來誤差鉤碼標值不準確及彈簧長度測量不準確帶來誤差2作圖時描點及連線不準確也會帶來誤差作圖時描點及連線不準確也會帶來誤差3彈簧豎直懸掛時，未考慮彈簧自身重力的影響而帶來彈簧豎直懸掛

6、時，未考慮彈簧自身重力的影響而帶來 誤差誤差 (1)在在“探究彈力和彈簧伸長的關系探究彈力和彈簧伸長的關系”的實驗中，以的實驗中，以下說法正確的是下說法正確的是 ()A彈簧被拉伸時，不能超出它的彈性限度彈簧被拉伸時，不能超出它的彈性限度B用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，應保證彈簧位于豎用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，應保證彈簧位于豎 直位置且處于平衡狀態(tài)直位置且處于平衡狀態(tài)C用直尺測得彈簧的長度即為彈簧的伸長量用直尺測得彈簧的長度即為彈簧的伸長量D用幾個不同的彈簧，分別測出幾組拉力與伸長量，得出用幾個不同的彈簧，分別測出幾組拉力與伸長量，得出 拉力與伸長量之比相等拉力與伸長量之比相等(2)某同

7、學做某同學做“探究彈力和彈簧伸長的關系探究彈力和彈簧伸長的關系”的實驗，他先的實驗，他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長，用直尺測出彈簧的原長把彈簧平放在桌面上使其自然伸長，用直尺測出彈簧的原長L0，再把彈簧豎直懸掛起來，掛上鉤碼后測出彈簧伸長后，再把彈簧豎直懸掛起來，掛上鉤碼后測出彈簧伸長后的長度的長度L，把，把LL0作為彈簧的伸長量作為彈簧的伸長量x，這樣操作，由于彈，這樣操作，由于彈簧自身重力的影響，最后畫出的圖線可能是圖實簧自身重力的影響，最后畫出的圖線可能是圖實23中的中的 ()解析解析本題主要考查使用彈簧時應注意的問題，還有本題主要考查使用彈簧時應注意的問題，還有用圖象法來描述彈簧的

8、彈力與其伸長量間的關系用圖象法來描述彈簧的彈力與其伸長量間的關系(1)實驗中應以所研究的一根彈簧為實驗對象，在彈性限實驗中應以所研究的一根彈簧為實驗對象，在彈性限度內(nèi)通過增減鉤碼的數(shù)目來改變對彈簧的拉力，以探索度內(nèi)通過增減鉤碼的數(shù)目來改變對彈簧的拉力，以探索彈力與彈簧伸長的關系，并且拉力和重力平衡，所以選彈力與彈簧伸長的關系，并且拉力和重力平衡，所以選A、B. (2)由于考慮彈簧自身重力的影響，當不掛鉤碼時，彈簧由于考慮彈簧自身重力的影響，當不掛鉤碼時，彈簧的伸長量的伸長量x0，所以選，所以選C.答案答案(1)AB(2)C 某同學在做某同學在做“探究彈力和彈簧伸長探究彈力和彈簧伸長的關系的關系

9、”的實驗中，設計了如圖實的實驗中，設計了如圖實24所所示的實驗裝置，所用的每個鉤碼質(zhì)量都是示的實驗裝置，所用的每個鉤碼質(zhì)量都是30 g，他先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長，他先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度，然后再將度，然后再將5個鉤碼逐個掛在彈簧的下個鉤碼逐個掛在彈簧的下端，每次都測出相應的彈簧總長度，將數(shù)據(jù)填在下面的端，每次都測出相應的彈簧總長度，將數(shù)據(jù)填在下面的表格中表格中(彈力始終未超過彈性限度，彈力始終未超過彈性限度，g取取9.8 m/s2)鉤碼質(zhì)量鉤碼質(zhì)量(g)0306090120150彈簧總長彈簧總長(cm) 6.007.158.349.4810.6411.79彈力大小彈力大小(N)(

10、1)完成上面表格再根據(jù)這些實驗數(shù)完成上面表格再根據(jù)這些實驗數(shù)據(jù)在圖實據(jù)在圖實25給定的坐標紙上作給定的坐標紙上作出彈簧所受彈力大小出彈簧所受彈力大小F跟彈簧總長跟彈簧總長L之間的函數(shù)關系圖線，說明圖線跟之間的函數(shù)關系圖線，說明圖線跟坐標軸交點的物理意義：坐標軸交點的物理意義：_.(2)在在(1)中所得圖線的物理意義是中所得圖線的物理意義是_該彈簧的勁度系數(shù)該彈簧的勁度系數(shù)k_.解析解析(1)彈力的大小等于鉤碼所受的重力，即彈力的大小等于鉤碼所受的重力，即Fmg.鉤碼質(zhì)量鉤碼質(zhì)量(g)0306090120150彈簧總長彈簧總長(cm)6.007.158.349.4810.6411.79彈力大小彈力大小(N)00.2940.5880.8821.1761.470根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在坐標紙上描出根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在坐標紙上描出的點，基本上在同一條直線上，的點，基本上在同一條直線上，可以判定可以判定F和和L間是一次函數(shù)關間是一次函數(shù)關系畫一條直線，使盡可能多系畫一條直線，使盡可能多的點落在這條直線上，不在直的點落在這條直線上，不在直線上的點均勻地分布在直線兩側(cè)，函數(shù)關系圖象如圖實線上的點均勻地分布在直線兩側(cè)，函數(shù)關系