实验2__探究弹力和弹簧伸长量的关系.pptVIP

* 【实验目的】 1.探究弹力和弹簧伸长量之间的关系. 2.学会利用图象法处理实验数据. 【实验原理】 1.如图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. 实验二 探究弹力和弹簧伸长量的关系 要点归纳 图1 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. 【实验器材】 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. 【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所示,在弹簧下端挂质量为m1的钩码，量出 此时弹簧的长度l1，记录m1和l1，填入自己设计的表 格中. 图2 3.改变所挂钩码的质量,量出对应的弹簧长度,记录 m2、m3、m4、m5和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5,并 得出每次弹簧的伸长量x1、x2、x3、x4、x5. F3= x3=l3-l0 l3= 3 F2= x2=l2-l0 l2= 2 F1= x1=l1-l0 l1= 1 l0= 0 弹力F 伸长量x 长度 钩码个数 【数据处理】 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. 【误差分析】 1.弹簧拉力大小的不稳定会造成误差.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,待稳定后再读数可以提高实验的准确度. 2.尽量精确地测量弹簧的长度，也是减小实验误差 的基本方法. 3.描点、作图不准确. 【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 描的点的间距尽可能大,这样作出的图线更精确. 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,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. 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. 【例1】某同学用如图3所示装置做探究 弹力和弹簧伸长关系的实验.他先测出 不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺 刻度,然后在弹簧下端挂上砝码,并逐个 增加砝码,测出指针所指的标尺刻度,所 图3 得数据列表如下:(重力加速度g=9.8 m/s2) 典例剖析 54.50 42.00 34.60 30.66 26.78 22.82 18.94 15.00 标尺刻度 x/×10-2 m 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0 砝码质量 m/×102 g (1)根据所测数据,在图4坐标纸上作出弹簧指针所指 的标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线. 图4 (2)根据所测得的数据和关系曲线可以判断,在_____ 范围内,弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律.这种 规格弹簧劲度系数为________N/m. 思路点拨 (1)在坐标纸上描点，然后根据各点的分 布与走向,用平滑的曲线(或直线)连接各点. (2)满足胡克定律的应是图线中的直线部分. 解析 (1)如图所示 (2)根据图线可以看出，当m≤5.00×102 g=0.5 kg 时,标尺刻度x与砝