实验：弹簧弹力和伸长量的关系.docVIP

探究弹簧弹力和伸长量的关系 【实验原理】 1．弹簧受力会发生形变，形变的大小与受到的外力有关．沿着弹簧的方向拉弹簧，当形变稳定时，弹簧产生的弹力与使它发生形变的拉力在数值上是相等的．(注：弹簧质量不计） 2．用悬挂法测量弹簧的弹力，运用的正是弹簧的弹力与挂在弹簧下面的钩码的重力相等． 3．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．即寻求F＝kx的关系 . 【实验器材】 弹簧、毫米刻度尺、铁架台、钩码若干、坐标纸． 实验步骤 1．将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度L0，即原长． 2．如图2－4－1所示，将已知质量的钩码挂在弹簧的下端，在平衡时测量弹簧的总长度并测出钩码的重力，填写在记录表格里 1 2 3 4 5 6 7 F/N L0/cm x/cm 3.改变所挂钩码的质量，重复前面的实验过程多次． 【实验数据的处理】 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，写出曲线所代表的函数．首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数． 3．得出弹力和弹簧伸长之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义 【实验误差的来源】 1．弹簧长度的测量误差． 2．描点画线的作图误差． 【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尽量大一些，从而使坐标上描的点尽可能稀，使作出的图线更精确． 3．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，以免增大误差． 4．描点画线时，使尽可能多的点落在线上不在线上的点均匀分布在线的两侧． 5．记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位 【巩固练习:】 1.一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图所示。下列表述正确的是 （ ） A．a的原长比b的长 B．a的劲度系数比b的大 C．a的劲度系数比b的小 D．测得的弹力与弹簧的长度成正比 2. (1)在“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验中，以下说法正确的是(　　) A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度 B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态 C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量 D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等 (2)某同学做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把L－L0作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是图2－4－2中的(　　) 3.在“探究弹力和弹簧伸长的关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图2－4－3.所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度． (1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标图2－4－4中，请作出F－L图线． (2)由此图线可得出该弹簧的原长L0＝________cm， 劲度系数k＝________N/m. (3)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较． 优点在于：___________________________________________________________________. 缺点在于：________________________________________________________________________. 4.用一测力计水平拉一端固定的弹簧，以此来测定此弹簧的劲度系数k，测出的拉力F与弹簧长度L之间的数据如下表所示： F/N 1.10 1.50 2.00 3.00 3.50 3.80 4.00 L/cm 22.00 22.35 22.70 23.31 23.65 23.80 24.00 (1)在下图中作出此弹簧的F—L图线  (2)图线与L轴的交点表示______________， 其值为__________________cm， 此弹簧的劲度系数为____________N／m 5.做“探究弹力和弹簧伸长的关系”