實驗二 探究彈力和彈簧伸長的關系題

第第頁實驗二探究彈力和彈簧伸長的關系題試驗二探究彈力和彈簧伸長的關系

命題人：孫運平審核人：隋超編號:12姓名完成時間

【學習目標】

探究彈力與彈簧伸長的定量關系，并學習其中的科學方法。

【自主學習】

一、試驗原理

彈簧受到拉力會伸長，平衡時彈簧產生的彈力和外力大小相等。這樣彈力的大小可以通過測定外力而得出〔可以用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力〕；彈簧的伸長可用直尺測出。多測幾組數據，用列表或作圖的方法探究出彈力和彈簧伸長的定量關系。

二、試驗步驟

1．將鐵架臺放于桌面上，將彈簧的一端固定于鐵架臺的橫梁上，在靠近彈簧處將刻度尺固定于鐵架臺上，并用重垂線檢查刻度尺是否垂直。

2．記住彈簧的原長〔自然長度〕l0

3．在彈簧下端掛上鉤碼，待鉤碼靜止后，記住彈簧的的現長l及彈力F，算出伸長量*=l-l0，并轉變鉤碼個數，多次測量。數據記錄表如下：

數據記錄：〔彈簧原長l0=cm〕

4

5．探究結論：。

【典型例題】

【例1】幾個同學合作如圖甲所示裝置探究“彈力和彈簧伸長的關系”，彈簧的上端與標尺的零刻度對齊，他先讀出不掛鉤碼時彈簧下端指針所指的標尺刻度，然后在彈簧下端掛上鉤碼，并逐個增加鉤碼，依次讀出指針所指的標尺刻度，所得數據列表如下：〔彈簧始終未超過彈性限度，重力加速度g=9.8m/s2〕

⑴依據所測數據，在圖乙所示的坐標紙上作出彈簧指針所指的標尺刻度*與鉤碼質量m的關系曲線。

⑵作出的圖線與軸交點的縱坐標值的物理意義是；這種規(guī)格彈簧的勁度系數k=N/m〔保留三位有效數字〕。

組數據。

〔2〕寫出曲線所代表的函數式。

〔3〕說明函數表達式中常量的物理意義。

〔4〕假設彈簧的原長為40cm，并且以彈簧的總長為自變量，請你寫出它的函數式。

【課堂檢測】

1、〔09·廣東理科基礎·17〕一個試驗小組在“探究彈力和彈簧伸長的關系”的試驗中，運用

兩條不同的輕質彈簧a和b，得到彈力與彈簧長度的圖象如下圖。以下表述正確的選項是

A．a的原長比b的長

B．a的勁度系數比b的大

C．a的勁度系數比b的小

D．測得的彈力與彈簧的長度成正比

2.〔08年北京卷〕某同學和你一起探究彈力和彈簧伸長的關系，并

測彈簧的勁度系數k。做法是先將待測彈簧的一端固定在鐵架臺上，然后將最小刻度是毫米的

刻度尺豎直放在彈簧一側，并使彈簧另一端的指針恰好落在刻度尺上。當彈簧自然下垂時，指

針指示的刻度數值記作L0，彈簧下端掛一個50g的砝碼時，指針指示的刻度數值記作L1;彈簧

下端掛兩個50g的砝碼時，指針指示的刻度數值記作L2;……;掛七個50g的砝碼時，指針指示

的刻度數值記作L2。

①下表記錄的是該同學已測出的6個值，其中有兩個數值在記錄時有誤，它們的代表符號分別

是和．

測量記錄表：

1

2

32③為充分利用測量數據，該同學將所測得的數值按如下方法逐一求差，分別計算出了三個差值：

112313326.90cm,6.90cm,7.00cmndLLdLLdLL=-==-==-=。

請你給出第四個差值：dA=＝cm。④依據以上差值，可以求出每增加50g砝碼的彈簧平均伸長量L?。L?用d1、d2、d3、d4

表示的式子為：L?＝，代入數據解得L?＝cm。⑤計算彈簧的勁度系數k＝N/m?！瞘取9．8m/s2〕【針對訓練】

1、.某同學做“探究彈力和彈簧伸長的關系”試驗.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L0，再把彈簧豎直懸掛起來，掛上砝碼后測出彈簧伸長后的長度L，把L-L0作為彈簧的伸長*.這樣操作，由于彈簧自身重力的影響，最末畫出的圖線可能是下列圖中的

2、以下是某同學所進行的“探究彈力和彈簧伸長量的關系”的試驗步驟:

①將一個彈簧的上端固定在鐵架臺上,豎直懸掛起來,在彈簧下掛一個鉤碼,記住鉤碼的質量m1,此時彈簧平衡時,彈力大小為F1=m1g,并用刻度尺測量出此時彈簧的長度L1,并記錄到表格中.

②再增加鉤碼,重復上述的操作,漸漸增加鉤碼的重力,得到多組數據.

③以力F為縱坐標,以彈簧的長度L*為橫坐標,依據所測的數據在坐標紙上描點.④按坐標紙上所描各點的分布與走向,作出一條平滑的曲線〔包括直線〕.⑤依據圖線的特點,分析彈簧的彈力F與彈簧長度L*的關系,并得出試驗結論.以上步驟有3處不合理,請將不合理的地方找出來并進行修正.

3、用金屬制成的線材〔如鋼絲、鋼筋〕受到拉力會伸長,十七世紀英國物理學家胡克發(fā)覺:金屬絲或金屬桿在彈性限度內它的伸長與拉力成正比,這就是聞名的胡克定律.這一發(fā)覺為后人對材

料的討論奠定了重要基礎.現有一根用新材料制成的金屬桿,長為4m,橫截面積為0.8cm2,設計要求它受到拉力后的伸長不超過原長的1/1000,問最大拉力多大?由于這一拉力很大,桿又較長,徑直測試有困難,選用同種材料制成樣品進行測試,通過測試取得數據如下:

〔1〕測得結果說明線材受拉力作用后,其伸長與材料的長度成,與材料的截面積成.

〔2〕上述金屬細桿承受的最大拉力為N.

4、探究彈力和彈簧伸長量的關系”的試驗中,選用的螺旋彈簧如圖甲所示.〔1〕將彈簧的上端O點固定懸吊在鐵架臺上,旁邊置一刻度尺,刻度尺的零刻線跟O點對齊,在彈簧的下端A處做一標記〔如固定一個指針〕.在彈簧下端的掛鉤上掛上鉤碼〔每個鉤碼的質量都是50g〕,指針在刻度尺上指示的刻度為*.逐個增加所掛鉤碼的個數,刻度*隨掛鉤上的鉤碼的重量F而改變,幾次試驗測得相應的F、*各點已描繪在圖乙中.由圖象得出彈簧的勁度系數kA=N/m.〔結果取兩位有效數字〕;此彈簧的彈力大小F彈跟彈簧伸長量Δ*的關系是.

〔2〕假如將指針固定在A點的下方P處,再作出*隨F改變的圖象,得出彈簧的勁度系數與kA相比,可能是〔〕

A.

大于kA

B.等于kA

C.小于kA

D.無法確定

〔3〕假如將指針固定在A點的上方Q處,再作出*隨F改變的圖象,得出彈簧的勁度系數與kA相比,可能是〔〕A.大于kA

B.等于kA

C.小于kA

D.無法確定

試驗二探究彈力和彈簧伸長的關系

命題人：孫運平審核人：隋超編號:12姓名完成時間

【學習目標】

探究彈力與彈簧伸長的定量關系，并學習其中的科學方法。

【自主學習】

一、試驗原理

彈簧受到拉力會伸長，平衡時彈簧產生的彈力和外力大小相等。這樣彈力的大小可以通過測定外力而得出〔可以用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力〕；彈簧的伸長可用直尺測出。多測幾組數據，用列表或作圖的方法探究出彈力和彈簧伸長的定量關系。

二、試驗步驟

1．將鐵架臺放于桌面上，將彈簧的一端固定于鐵架臺的橫梁上，在靠近彈簧處將刻度尺固定于鐵架臺上，并用重垂線檢查刻度尺是否垂直。

2．記住彈簧的原長〔自然長度〕l0

3．在彈簧下端掛上鉤碼，待鉤碼靜止后，記住彈簧的的現長l及彈力F，算出伸長量*=l-l0，并轉變鉤碼個數，多次測量。數據記錄表如下：

數據記錄：〔彈簧原長l0=cm〕

4

5．探究結論：。

【典型例題】

【例1】幾個同學合作如圖甲所示裝置探究“彈力和彈簧伸長的關系”，彈簧的上端與標尺的零刻度對齊，他先讀出不掛鉤碼時彈簧下端指針所指的標尺刻度，然后在彈簧下端掛上鉤碼，并逐個增加鉤碼，依次讀出指針所指的標尺刻度，所得數據列表如下：〔彈簧始終未超過彈性限度，重力加速度g=9.8m/s2〕

⑴依據所測數據，在圖乙所示的坐標紙上作出彈簧指針所指的標尺刻度*與鉤碼質量m的關系曲線。

⑵作出的圖線與軸交點的縱坐標值的物理意義是；這種規(guī)格彈簧的勁度系數k=N/m〔保留三位有效數字〕。

組數據。

〔2〕寫出曲線所代表的函數式。

〔3〕說明函數表達式中常量的物理意義。

〔4〕假設彈簧的原長為40cm，并且以彈簧的總長為自變量，請你寫出它的函數式。

【課堂檢測】

1、〔09·廣東理科基礎·17〕一個試驗小組在“探究彈力和彈簧伸長的關系”的試驗中，運用

兩條不同的輕質彈簧a和b，得到彈力與彈簧長度的圖象如下圖。以下表述正確的選項是

A．a的原長比b的長

B．a的勁度系數比b的大

C．a的勁度系數比b的小

D．測得的彈力與彈簧的長度成正比

2.〔08年北京卷〕某同學和你一起探究彈力和彈簧伸長的關系，并

測彈簧的勁度系數k。做法是先將待測彈簧的一端固定在鐵架臺上，然后將最小刻度是毫米的

刻度尺豎直放在彈簧一側，并使彈簧另一端的指針恰好落在刻度尺上。當彈簧自然下垂時，指

針指示的刻度數值記作L0，彈簧下端掛一個50g的砝碼時，指針指示的刻度數值記作L1;彈簧

下端掛兩個50g的砝碼時，指針指示的刻度數值記作L2;……;掛七個50g的砝碼時，指針指示

的刻度數值記作L2。

①下表記錄的是該同學已測出的6個值，其中有兩個數值在記錄時有誤，它們的代表符號分別

是和．

測量記錄表：

1

2

32③為充分利用測量數據，該同學將所測得的數值按如下方法逐一求差，分別計算出了三個差值：

112313326.90cm,6.90cm,7.00cmndLLdLLdLL=-==-==-=。

請你給出第四個差值：dA=＝cm。④依據以上差值，可以求出每增加50g砝碼的彈簧平均伸長量L?。L?用d1、d2、d3、d4

表示的式子為：L?＝，代入數據解得L?＝cm。⑤計算彈簧的勁度系數k＝N/m?！瞘取9．8m/s2〕【針對訓練】

1、.某同學做“探究彈力和彈簧伸長的關系”試驗.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L0，再把彈簧豎直懸掛起來，掛上砝碼后測出彈簧伸長后的長度L，把L-L0作為彈簧的伸長*.這樣操作，由于彈簧自身重力的影響，最末畫出的圖線可能是下列圖中的

2、以下是某同學所進行的“探究彈力和彈簧伸長量的關系”的試驗步驟:

①將一個彈簧的上端固定在鐵架臺上,豎直懸掛起來,在彈簧下掛一個鉤碼,記住鉤碼的質量m1,此時彈簧平衡時,彈力大小為F1=m1g,并用刻度尺測量出此時彈簧的長度L1,并記錄到表格中.

②再增加鉤碼,重復上述的操作,漸漸增加鉤碼的重力,得到多組數據.

③以力F為縱坐標,以彈簧的長度L*為橫坐標,依據所測的數據在坐標紙上描點.④按坐標紙上所描各點的分布與走向,作出一條平滑的曲線〔包括直線〕.⑤依據圖線的特點,分析彈簧的彈力F與彈簧長度L*的關系,并得出試驗結論.以上步驟有3處不合理,請將不合理的地方找出來并進行修正.

3、用金屬制成的線材〔如鋼絲、鋼筋〕受到拉力會伸長,十七世紀英國物理學家胡克發(fā)覺:金屬絲或金屬桿在彈性限度內它的伸長與拉力成正比,這就是聞名的胡克定律.這一發(fā)覺為后人對材

料的討論奠定了重要基礎.現有一根用新材料制成的金屬桿,長為4m,橫截面積為0.8cm2,設計要求它受到拉力后的伸長不超過原長的1/1000,問最大拉力多大?由于這一拉力很大,桿又較長,徑直測試有困難,選用同種材料制成樣品進行測試,通過測試取得數據如下:

〔1〕測得結果說明線材受拉力作用后,其伸長與材料的長度成,與材料的截面積成.

〔2〕上述金屬細桿承受的最大拉力為N.

4、探究彈力和彈簧伸長量的關系”的試驗中,選用的螺旋彈簧如圖甲所示.〔1〕將彈簧的上端O點固定懸吊在鐵架臺上,旁邊置一刻度尺,刻度尺的零刻線跟O點對齊,在彈簧的下端A處做一標記〔如固定一個指針〕.在彈簧下端的掛鉤上掛上鉤碼〔每個鉤碼的質量都是50g〕,指針在刻度尺上指示的刻度為*.逐個增加所掛鉤碼的個數,刻度*隨掛鉤上的鉤碼的重量F而改變,幾次試驗測得相應的F、*各點已描繪在圖乙中.由圖象得出