第二章實(shí)驗(yàn)二研究彈力與彈簧伸長的關(guān)系

1、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?探究彈力和彈簧伸長量之間的關(guān)系探究彈力和彈簧伸長量之間的關(guān)系2學(xué)會(huì)利用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)學(xué)會(huì)利用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理1如圖實(shí)如圖實(shí)21所示，在彈簧下端所示，在彈簧下端 懸掛鉤碼時(shí)彈簧會(huì)伸長，平衡時(shí)懸掛鉤碼時(shí)彈簧會(huì)伸長，平衡時(shí) 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(jìn)行計(jì)算這樣就可以研究的長度減去彈簧原來的長度進(jìn)行計(jì)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(guān)系了彈簧的彈力和彈簧

2、伸長量之間的定量關(guān)系了三、實(shí)驗(yàn)器材三、實(shí)驗(yàn)器材 鐵架臺(tái)、彈簧、毫米刻度尺、鉤碼若干、三角板、鐵架臺(tái)、彈簧、毫米刻度尺、鉤碼若干、三角板、坐標(biāo)紙、重垂線、鉛筆坐標(biāo)紙、重垂線、鉛筆四、實(shí)驗(yàn)操作四、實(shí)驗(yàn)操作1實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟 (1)將彈簧的一端掛在鐵架臺(tái)上，將彈簧的一端掛在鐵架臺(tái)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(shí)的長出彈簧自然伸長狀態(tài)時(shí)的長 度度l0，即原長，即原長(2)如圖實(shí)如圖實(shí)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(shí)測量彈簧的總長端，在平衡時(shí)測量彈簧的總長L并計(jì)算鉤碼的重力，填并計(jì)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(fù)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(fù)前面的 實(shí)驗(yàn)過程多次實(shí)驗(yàn)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(biāo)，以彈簧的為縱坐標(biāo)，以彈簧的 伸長量伸長量x為橫坐標(biāo)，用描點(diǎn)法作圖連接各點(diǎn)，得出彈力為橫坐標(biāo)，用描點(diǎn)法作圖連接各點(diǎn)，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(guān)系，解釋函數(shù)表達(dá)得出彈力和彈簧伸長量之間的定量關(guān)系，解釋函數(shù)表達(dá) 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(xiàng)五、注意事項(xiàng)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(biāo)上描的每次所掛鉤碼的質(zhì)量差盡量大一些，從而使坐標(biāo)上描的 點(diǎn)盡可能稀，這樣作出的圖線更精確點(diǎn)盡可能稀，這樣作出的圖線更精確3測彈簧長度時(shí)，一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)測彈簧長度時(shí)，一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài) 時(shí)測量，以減小誤差時(shí)

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

6、時(shí)，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(guān)系探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，以的實(shí)驗(yàn)中，以下說法正確的是下說法正確的是 ()A彈簧被拉伸時(shí)，不能超出它的彈性限度彈簧被拉伸時(shí)，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(yīng)保證彈簧位于豎用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，應(yīng)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(gè)不同的彈簧，分別測出幾組拉力與伸長量，得出用幾個(gè)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(xué)做某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，他先的實(shí)驗(yàn)，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(shí)簧自身重力的影響，最后畫出的圖線可能是圖實(shí)23中的中的 ()解析解析本題主要考查使用彈簧時(shí)應(yīng)注意的問題，還有本題主要考查使用彈簧時(shí)應(yīng)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(guān)系用圖象法來描述彈簧的彈力與其伸長量間的關(guān)系(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)以所研究的一根彈簧為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，在彈性限實(shí)驗(yàn)中應(yīng)以所研究的一根彈簧為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，在彈性限度內(nèi)通過增減鉤碼的數(shù)目來改變對(duì)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(duì)彈簧的拉力，以探索彈力與彈簧伸長的關(guān)系，并且拉力和重力平衡，所以選彈力與彈簧伸長的關(guān)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(dāng)不掛鉤碼時(shí)，彈簧由于考慮彈簧自身重力的影響，當(dāng)不掛鉤碼時(shí)，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(xué)在做某同學(xué)在做“探究彈力和彈簧伸長探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系的關(guān)系

9、”的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖實(shí)的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖實(shí)24所所示的實(shí)驗(yàn)裝置，所用的每個(gè)鉤碼質(zhì)量都是示的實(shí)驗(yàn)裝置，所用的每個(gè)鉤碼質(zhì)量都是30 g，他先測出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長，他先測出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長度，然后再將度，然后再將5個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在彈簧的下個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在彈簧的下端，每次都測出相應(yīng)的彈簧總長度，將數(shù)據(jù)填在下面的端，每次都測出相應(yīng)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(shí)驗(yàn)數(shù)完成上面表格再根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖實(shí)據(jù)在圖實(shí)25給定的坐標(biāo)紙上作給定的坐標(biāo)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(guān)系圖線，說明圖線跟之間的函數(shù)關(guān)系圖線，說明圖線跟坐標(biāo)軸交點(diǎn)的物理意義：坐標(biāo)軸交點(diǎn)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描出根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描出的點(diǎn)，基本上在同一條直線上，的點(diǎn)，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(guān)間是一次函數(shù)關(guān)系畫一條直線，使盡可能多系畫一條直線，使盡可能多的點(diǎn)落在這條直線上，不在直的點(diǎn)落在這條直線上，不在直線上的點(diǎn)均勻地分布在直線兩側(cè)，函數(shù)關(guān)系圖象如圖實(shí)線上的點(diǎn)均勻地分布在直線兩側(cè)，函數(shù)關(guān)系