梯级演练·跟踪检测区 实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系
高中实验2探究弹簧的伸长量和弹力的关系
0.0061
②
0.0179
0.0229
0.0296
0.0347
难点：作图、根据图像找函数关系求劲度系数
弹力及本实验在高考中考点
• F=KΔX;注意其中伸长量、长度、原长的区别， 弹力的方向，弹力大小， • F=K（Lx-Lo） • 考点：列表、作图、看图，找函数关系、求 斜率、求劲度系数
高考相关题：2014年23题
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、固铁架台、弹簧、刻度尺，看是否垂直 • 2、测原长
• 3、挂钩码，测弹簧长度
• 4、挂不同钩码，重复3步骤
数据处理
• 1、作图（以伸长量为横轴，弹力为纵轴作图）， 描点、绘图
• 2、根据图像写出函数表达式 • 3、得出弹力与伸长量的关系，解释物理意义
高中实验2：探究弹力和弹簧伸长的关系 实验目的：
1、探究弹力和弹簧伸长的定量关系 2、学会利用列表法、图像法、函数法处 理实验数据
实验原理
• 1、把弹簧悬挂起来，在弹簧下端挂钩码，钩码的 重力等于弹簧的弹力；
• 2、弹簧的伸长量等于弹簧长度减去原长
• 3、挂上不同的钩码个数，得到多组测量值，便可 以找到弹力与伸长量的关系
本实验高考考点在哪里
• 简单：列表、画图
P1 P2 P3 P4 P5 P6
x0 (cm)
2.04
4.06
6.06
8.05
10.03
12.01
x (cm)
2.64
5.26
7.81
10.30
12.93
15.41
n
10
20
30
40
课件2：实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系
第二章 相互作用
(1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点 在坐标图中，请作出F—L图线．
第二章 相互作用
(2)由此图线可得出的结论是 _____________________________________________ ___________________________． 该 弹 簧 的 原 长 为 L0 ＝ ______ cm ， 劲 度 系 数 k ＝ ________N/m. (3)试根据以上该同学的实验情况，请你帮助他设计 一个记录实验数据的表格．(不必填写其实验测得的 具体数据)
第二章 相互作用
(4)为完成该实验，设计的实验步骤如下： A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出 各组(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来； B．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0； C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横 梁上,在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；
第二章 相互作用
第二章 相互作用
[解析] (1)如图所示
(2)由图线可得出的结论：在弹性限度内，弹力和弹 簧的伸长量成正比．弹簧的原长为10 cm，劲度系数 k＝25 N/m.
第二章 相互作用
(3)如下表所示
次数
1 23456
弹力F/N
弹簧的长度L/(10－2 m)
[答案] 见解析 [点评] 本实验的创新之处在于改弹簧竖直悬挂为 水平放置,从而避免了弹簧自身重力对实验结果的影 响,但细绳与滑轮处的摩擦会造成实验误差增大．
第二章 相互作用
[解析] (1)根据实验原理可知还需要刻度尺来测量 弹簧原长和形变量；(2)根据实验原理，实验中需要 测量的物理量有弹簧的原长、弹簧所受外力与对应 的伸长量(或与弹簧对应的长度)；(3)取图象中(0.5,0) 和(3.5,6)两个点，代入ΔF＝kΔx可得k＝200 N/m， 由于弹簧自身的重力，使得弹簧不加外力时就有形 变量．(4)根据完成实验的合理性可知，先后顺序为 CBDAEFG.
实验二探究弹力和弹簧伸长的关系
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
得钩出码每个数次弹簧长度的伸长伸长量量xx 1、x弹2、力Fx3、x4、x5.
(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.
拉力F/N
长度L/cm 伸长量x/cm
50.00
100.0
200.0
直径D/mm
50.0
0.040
0.20
0.40
0.80
10.00
0.040
0.40
0.80
1.60
5.00
0.080
0.10
0.20
0.40
(3)在研究并得到上述关系的过程中,主要运用的科学
研究方法是____________________(只需写出一种).
力(拉力或
压力)时,在电脑上得到了弹簧形变量与弹
簧产生的
弹力大小的关系图象(如图乙).则下列判
断正确的是
()
图5
1
素能提升
2
A.弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比
B.弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比
实验2弹力与弹簧伸长的关系
2.如图所示旳装置测定弹簧旳劲度系数,被测弹簧一端固定于 A点,另一端B用细绳绕过定滑轮挂钩码,旁边附有一竖直刻 度尺,当挂两个钩码时,绳上一定点P相应旳刻度线如图中 旳ab虚线所示,再增长一种钩码后,P点相应旳刻度线如图 中旳虚线cd所示.已知每个钩码质量均为50 g,重力加速度 g=9.8 m/s2.则被测弹簧旳劲度系数为 70 N/m.
相应旳弹簧长度.拉力为0时旳弹簧长度,即弹簧旳原长.
(2)坐标纸旳横、纵坐标各表达什么物理量?纵坐标为何
不从0开始?
答 横坐标表达砝码旳质量,间接反应弹簧受到旳拉力,纵
坐标表达弹簧旳长度,它不是弹簧旳形变量(注意看清单位).
便于各组数据尽量均匀地分布在坐标系里.
(3)描点后连线时应注意些什么? 答 注意所画旳线不一定过全部旳点,但应尽量使各点较均 匀地分布在曲线或直线旳两侧,描点时要符合客观实际, “曲”、“直”要分明. (4)描出旳点为何变弯了(如图)? 答 因为背面旳拉力超出了弹簧旳弹性程度. (5)怎样处理数据? 答 从描出旳图象看,拉力不小于490 g后变弯,阐明后来旳 数 据在分析时要舍去,进行计算时,不能使用这些数据. (6)曲线旳斜率旳物理意义是什么? 答 曲线斜率表达劲度系数旳倒数. 答案 (1)如上图所示 (2)0～490 g 25
决定旳物理量. 【注意事项】 1.试验中不能挂过多砝码,以免超出弹簧旳弹性程度. 2.所描旳点不一定都在作出旳曲线上,但要注意使曲线两侧 旳点数大致相同. 3.写出曲线所代表旳函数时,可首先尝试一次函数,假如不 行则考虑二次函数.
【例1】下列是某同学所进行旳“探究弹力和弹簧伸长旳关 系”旳试验环节: ①将一种弹簧旳上端固定在铁架台上,竖直悬挂起来,在弹 簧下挂一种钩码,记下钩码旳质量m1,此时弹簧平衡时,弹 力大小为F1=m1g,并用刻度尺测量出此时弹簧旳长度L1,并 统计到表格中. ②再增长钩码,反复上述旳操作,逐渐增长钩码旳重力,得到 多组数据. ③以力F为纵坐标,以弹簧旳长度x为横坐标,根据所测旳数 据在坐标纸上描点. ④按坐标纸上所描各点旳分布与走向,作出一条平滑旳曲线 (涉及直线).
精选 《实验2 探究弹力和弹簧伸长的关系》优秀教学教案说课稿
一、实验目的探究弹力和弹簧伸长的定量关系。二、实验原理1如下图,弹簧弹力F等于悬挂钩码的重力。2弹簧伸长量等于弹簧的现长减去原长0。3多测几组,找出F与的关系。三、实验器材弹簧、毫米刻度尺、铁架台、钩码假设干、坐标纸。
四、实验步骤1安装实验仪器如下图。2用刻度尺测出弹簧的原长。1的钩码,量出此时弹簧的长度1,填入表格中。4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2,3,4,5,并得出每次弹簧的伸长量1,2,3,4,5。
命题点二
命题点三
实验原理与操作例1如图甲所示,用铁架台、弹簧和多个质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。
1为完成实验,还需要的实验器材有 。 2实验中需要测量的物理量有 。
-8-
命题点一
命题点二
命题点三
3图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量的F-图线,由此可求出弹簧的劲度系数为 N/m。图线不过原点的原因是由于 。4为完成该实验,设计的实验步骤如下:A以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组,F对应的点,并用平滑的曲线连接起来;0;C将铁架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一把刻度尺;D依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码,并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度,并记录在表格内,然后取下钩码;E以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与弹簧伸长量的关系式,首先尝试写成一次函数,如果不行,那么考虑二次函数等;
-21-
命题点一
命题点二
命题点三
2有一段横截面是圆形的橡皮筋,应用如下图的实验装置可以测量出它的杨氏模量的值。首先利用测量工具a测得橡皮筋的长度=2000 cm,利用测量工具b测得橡皮筋未受到拉力时的直径D=4000 mm,那么测量工具a应该是 ,测量工具b应该是 。
探究弹力和弹簧伸长的关系
实验2：探究弹力和弹簧伸长旳关系一、实验目旳1．探究弹力和弹簧伸长之间旳关系。
2．学会运用图象法解决实验数据。
二、实验原理1．下图所示,在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长，平衡时弹簧产生旳弹力与所挂钩码旳重力大小相等。
2.弹簧旳长度可用刻度尺直接测出,伸长量可以由拉长后旳长度减去弹簧本来旳长度进行计算。
这样就可以研究弹簧旳弹力和弹簧伸长量之间旳定量关系了。
三、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。
四、实验环节1．下图所示，将铁架台放在桌面上(固定好),将弹簧旳一端固定于铁架台旳横梁上,让其自然下垂，在接近弹簧处将刻度尺(分度值为1 ｍm)固定于铁架台上，并用重垂线检查刻度尺与否竖直。
2．用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时旳长度l0，即原长。
3.如上图所示,在弹簧下端挂质量为m１旳钩码,量出此时弹簧旳长度l１，记录m1和l1,填入自己设计旳表格中。
４．变化所挂钩码旳质量，量出相应旳弹簧长度,记录m２、m３、ｍ4、ｍ5和相应旳弹簧长度ｌ２、l3、ｌ４、l5,并得出每次弹簧旳伸长量ｘ1、ｘ2、x3、ｘ4、x5。
钩码个数长度伸长量x 钩码质量m 弹力Ｆ0l0＝1l1＝x1＝l1－ｌ0m１=Ｆ1＝2l2＝x2＝l2-l0m2=Ｆ２＝3l３＝x3＝l3－l0m3＝F3＝⋮⋮⋮⋮⋮1.以弹力Ｆ(大小等于所挂钩码旳重力)为纵坐标,以弹簧旳伸长量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变化旳图线。
2.以弹簧旳伸长量为自变量，写出曲线所代表旳函数。
一方面尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数。
３．得出弹力和弹簧伸长之间旳定量关系，解释函数体现式中常数旳物理意义。
六、误差分析1.本实验旳误差来源之一是因弹簧拉力大小旳不稳定导致旳，因此,使弹簧旳悬挂端固定，另一端通过悬挂钩码来充当对弹簧旳拉力，可以提高实验旳精确度。
2．弹簧长度旳测量是本实验旳重要误差来源，因此，测量时尽量精确地测量弹簧旳长度。
实验2：探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系
实验2
探究弹力和弹簧伸长的关系
*.下表是探究弹力大小与弹簧伸长量之间关系的数据：
弹力 F/N 0.5 1.0 弹簧原来长度 l0/ cm 15 15 弹簧后来长度 l/ cm 16.2 17.3 弹簧伸长量 x/ cm 1.2 2.3 ①在坐标纸上作出 F－x 图象． ②写出曲线函数表达式： __________ F ＝0.43x ． (x 以 cm 为单位) ③函数表达式中常数的物理意义： __________． 1.5 15 18.5 2.0 15 19.6 2.5 15 20.8
探究弹力和弹簧伸长的关系
【典例 1】如图甲所示,用铁架台、弹簧和多个已知质 量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸 长量的关系。 刻度尺 (1)为完成实验,还需要的实验器材是: 。 (2)实验中需要测量的物理量有: 。 (3)图乙是弹簧弹力 F 与弹簧伸长量 x 的 F x 图线,由 此可求出弹簧的劲度系数为 200 N/m。图线不过原点 的原因是由于 弹簧自身重力 。
L3 ．由表可知 表中有一个数值记录不规范，代表符号为________ 1mm ． 所用刻度尺的最小分度为________ (2)如图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴 Lx 填“L0”或“Lx”)的差值． 是弹簧长度与________( 4.9 N/m； (3)由图可知弹簧的劲度系数为________ 10 g． 通过图和表可知砝码盘的质量为________ (结果保留两位有效数字，重力加速度取 9.8 m/s2)
3.5 4.6 5.8
常数为弹簧的劲度系数，表示 使弹簧每伸长或压缩0.01 m(1 cm)所 需的拉力大小为0.43 N
毫米刻度尺 ． _____________
实验2
实验2 探究弹力和弹簧伸长的关系
第二章
命题点一 命题点二 命题点三
实验2 探究弹力和弹簧伸长的关系
必备知识 关键能力 对应演练
-14-
答案: (1)①81.7 ②0.012 2 (2)见解析图 (3)
1.75×103 ������
(在
1.67×103 ������
~
1.83×103 ������
之间均同样给分)
3.52 ������ 0
第二章
命题点一 命题点二 命题点三
实验2 探究弹力和弹簧伸长的关系
必备知识 关键能力 对应演练
-8-
现要测量图(a)中弹簧的劲度系数。当托盘内没有砝码时,移动游 标,使其零刻度线对准指针,此时标尺读数为1.950 cm;当托盘内放 有质量为0.100 kg的砝码时,移动游标,再次使其零刻度线对准指针, 标尺示数如图(b)所示,其读数为 cm。当地的重力加速 度大小为9.80 m/s2,此弹簧的劲度系数为 N/m(保留3位 有效数字)。
第二章
命题点一 命题点二 命题点三
实验2 探究弹力和弹簧伸长的关系
必备知识 关键能力 对应演练
-18-
实验的改进与创新 1.将弹簧水平放置或穿过一根水平光滑的直杆,在水平方向做实 验。消除了弹簧自重的影响。
第二章
命题点一 命题点二 命题点三
实验2 探究弹力和弹簧伸长的关系
必备知识 关键能力 对应演练
第二章
命题点一 命题点二 命题点三
实验2 探究弹力和弹簧伸长的关系
必备知识 关键能力 对应演练
-23-
本题考查学生对实验原理的创新及应用,基于实验数据得出结论并 作出解释,目的是培养学生的科学探究能力,端正科学探究的态度。
第二章
原创2：实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系
【思路指导】 用毫米刻度尺测量弹簧长度时，注意毫米
刻度的精确度和读数规则．根据胡克定律F＝k(l－l0)．由表中 数据可在Fl图象中描点作图，图线应为一条直线，直线的斜率 即为弹簧的劲度系数．
【解析】 (1)刻度尺的读数为 16.00 cm. (2)建立 F-l 坐标系，其中 l 为弹簧Ⅰ的原长．由图象可知 选用弹簧挂一个钩码和挂 4 个钩码时的数据，计算劲度系数 k1＝ΔΔFl ＝ 273.7×65－0×1150.7－13×10×10－2＝12.49 N/m.
(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( )
【解析】(1)在“探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系”的实验中， 在弹性限度内通过增减钩码的数目，在竖直方向上改变对弹簧 的拉力，来探究弹力与弹簧伸长的关系，所以选项A正确；用 悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，只有保证弹簧位于竖直状态 且钩码处于平衡状态时，弹簧的弹力才等于钩码的重力，故选 项B正确；用直尺测得弹簧的长度与弹簧的原长之差才是弹簧 的伸长量，故选项C错误；不同的弹簧劲度系数不同，即拉力 与伸长量的比值不同，故选项D错误．
B．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0； C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在 弹簧附近竖直固定一把刻度尺；
D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个…钩码，并分别 记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然 后取下钩码；
E.以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与伸长量的关系式．首先 尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数； F．解释函数表达式中常数的物理意义； G．整理仪器． 请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来： ___________________________________________________.
实验2 探究弹力和弹簧伸长的关系
实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系 实验知识梳理 要点核心突破 热点分类聚集 随堂巩固演练 上页 下页
3．误差分析 (1)系统误差：钩码标值不准确和弹簧自身重力的影响造成系统误差． (2)偶然误差
产生原因
减小方法
弹簧拉力大小的 弹簧一端固定，另一端通过悬挂钩码来充
不稳定
当对弹簧的拉力，待稳定后再读数
试题
解析
刻度尺的最小分度是 1 mm，读数要估读到 0.1 mm，所以读数是 25.85 cm.两个钩码的重力 G2 ＝ 2mg ＝ 2×50×10 － 3×9.8 N＝0.98 N，所以 弹簧弹力 F2＝0.98 N．弹 簧的伸长量＝弹簧长度
－弹簧的原长，所以需要
测量不挂钩码时弹簧的
长度，即需要测量弹簧的
度和对应的钩码总重
度，弹簧的伸长量不再是
B．随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对
应的钩码总重
线性变化．
(3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量 Δl 与弹力 F 的关系图线， 图线的 AB 段明显偏离直线 OA，造成这种现象的主要原因是
(1)6.93(6.91～6.95之间均可)
________________．
实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系 实验知识梳理 要点核心突破 热点分类聚集 随堂巩固演练 上页 下页
热点 热点一 实验原理与操作
热点二
数据处理及误差分析
热点三 创新实验设计
1．(2015·高考四川卷)某同学在“探究弹力和弹 簧伸长的关系”时，安装好实验装置，让刻度
尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂 1 个 钩码，静止时弹簧长度为 l1，如图甲所示，图 乙是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺
(1)刻度尺 (2)D、C、F、E (3)200 弹簧自身重力
实验二探究弹力和伸长量的关系
实验二探究弹力与弹簧伸长量的关系考纲解读 1.学会用列表法、图象法等处理实验数据.2.探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系．基本实验要求1．实验原理弹簧受到拉力会伸长，平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等；弹簧的伸长量越大，弹力也就越大．2．实验器材铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸．3．实验步骤(1)安装实验仪器(见实验原理图)(2)测量弹簧的伸长量(或总长)及所受的拉力(或所挂钩码的质量)，列表作出记录，要尽可能多测几组数据．(3)根据所测数据在坐标纸上描点，以力为纵坐标，以弹簧的伸长量为横坐标．(4)按照在图中所绘点的分布与走向，尝试作出一条平滑的曲线(包括直线)，所画的点不一定正好在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同．(5)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，如果不行再考虑二次函数．规律方法总结1．实验数据处理方法(1)列表法将测得的F、x填入设计好的表格之中，可以发现弹力F与弹簧伸长量x的比值在误差范围内是相等的．(2)图象法以弹簧伸长量x为横坐标，弹力F为纵坐标，描出F、x各组数据相应的点，作出的拟合曲线，是一条过坐标原点的直线．(3)函数法弹力F与弹簧伸长量x满足F＝kx的关系．2．注意事项(1)不要超过弹性限度：实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免弹簧被过分拉伸，超过弹簧的弹性限度．(2)尽量多测几组数据：要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据．(3)观察所描点的走向：本实验是探究性实验，实验前并不知道其规律，所以描点以后所作的曲线是试探性的，只是在分析了点的分布和走向以后才决定用直线来连接这些点．(4)统一单位：记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位．3．误差分析(1)钩码标值不准确，弹簧长度测量不准确带来误差．(2)画图时描点及连线不准确也会带来误差.考点一对实验注意事项的考查例1(1)在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”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“探究弹力与弹簧伸长量的关系”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中的()考点二实验原理和数据处理问题例2(2012·广东理综·34(2))某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系．①将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧．弹簧轴线和刻度尺都应在________方向(填“水平”或“竖直”)．②弹簧自然悬挂，待弹簧________时，长度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为L x；在16.数据如下表.代表符号L0L x L1L2L3L4L5L6数值(cm)25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30 ________．③图1是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与________的差值(填“L 0”或“L x ”)．④由图可知弹簧的劲度系数为________N/m ；通过图和表可知砝码盘的质量为________g ．(结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8 m/s 2)例3 在“探究弹力和弹簧伸长量的关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图2所示．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组数据描点在坐标系图3中，请作出F －L 图线．(2)由此图线可得出该弹簧的原长L 0＝________ cm ，劲度系数k ＝________ N/m.(3)试根据该同学以上的实验情况，帮助他设计一个记录实验数据的表格(不必填写其实验测得的具体数据)．(4)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：______________________________________________________9．用图象法处理实验数据图象法是一种重要的实验数据处理方法．图象具有既能描述物理规律，又能直观地反映物理过程、表示物理量之间定性定量关系及变化趋势的优点．当前高考试题对数据处理、结果分析考查的频率较高.2011年全国各省的14套高考卷中有9套考卷的实验题涉及图象的考查，2012年中有7套涉及了图象的考查． 作图的规则：(1)要在坐标轴上标明轴名、单位，恰当地选取纵轴、横轴的标度，并根据数据特点正确确定坐标起点，使所作出的图象几乎占满整个坐标图纸．若弹簧原长较长，则横坐标起点可以不从零开始选择．(2)作图线时，尽可能使直线通过较多所描的点，不在直线上的点也要尽可能对称分布在直线的两侧(若有个别点偏离太远，则是因偶然误差太大所致，应舍去)．(3)要注意坐标轴代表的物理量的意义，注意分析图象的斜率、截距的意义．要理解斜率和截距的意义可以解决什么问题．例4 某实验小组做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验．实验时，先把弹簧平放在桌面上，用直尺测出弹簧的原长L 0＝4.6 cm ，再把弹簧竖直悬挂起来，在下端挂钩码，每增加一只钩码均记下对应的弹簧的长度x ，数据记录如下表所示.(1)图4(2)由此图线可得，该弹簧劲度系数k ＝________N/m ；(3)图线与x 轴的交点坐标大于L 0的原因是_______________________________________．1．下列关于“探究弹簧弹力与弹簧伸长量关系”实验的说法正确的是 ( ) A ．实验中弹力F 的具体数值必须计算出来B ．如果没有测出弹簧原长，用弹簧长度l 代替伸长量x ，F －l 图象也是过原点的一条直线C ．利用F －x 图象可求出k 值，其中F 为弹簧弹力，x 为弹簧伸长量D ．实验时要把所有点连到直线上，才能得到真实规律 2．(2010·福建理综·19(2))某实验小组在做研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系的实验时，将原长约200 mm 的橡皮筋上端固定，在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码(质量均为20 g)，每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量；当挂上10只钩码后，再逐一把钩码取下，每取下一只钩码，也记下对应的橡皮筋伸长量．根据测量数据，作出增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长量Δl 与拉力F 关系的图象如图5所示．从图象中可以得出________．(填选项前的字母)图5A ．增挂钩码时Δl 与F 成正比，而减挂钩码时Δl 与F 不成正比B ．当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大C ．当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等D ．增挂钩码时所挂钩码数过多，导致橡皮筋超出弹性限度 3．(2011·安徽理综·21Ⅰ)为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码．实验测出了砝码质量m 与弹簧长度l 的相应数据，其对应点已在图6上标出．(g＝9.8 m/s 2)图1图2图3图6(1)作出m－l的关系图线；(2)弹簧的劲度系数为__________ N/m(结果保留三位有效数字)．4．如图7甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系．图7(1)为完成实验，还需要的实验器材有：________________.(2)实验中需要测量的物理量有：________________.(3)图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F－x图线，由此可求出弹簧的劲度系数为________N/m.图线不过原点的原因是由于____________________________________．(4)为完成该实验，设计的实验步骤如下：A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来；B．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0；C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个…钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码；E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与伸长量的关系式．首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数；F．解释函数表达式中常数的物理意义；G．整理仪器．请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：________.5．用如图8甲所示的装置测定弹簧的劲度系数，被测弹簧一端固定于A点，另一端B用细绳绕过定滑轮挂钩码，旁边竖直固定一最小刻度为mm的刻度尺，当挂两个钩码时，绳上一定点P对应刻度如图乙中ab虚线所示，再增加一个钩码后，P点对应刻度如图乙中cd虚线所示，已知每个钩码质量为50 g，重力加速度g＝9.8 m/s2，则被测弹簧的劲度系数为________N/m，挂三个钩码时弹簧的形变量为________cm.图86(1)请你在图9图9(2)写出图线所代表的函数式(x用m为单位)：________；(3)写出函数表达式中常数的物理意义__________________________________________．(4)若弹簧的原长为40 cm，并且以弹簧的总长度L为自变量，写出函数表达式(单位为N和m)：______________________________________________________________________.。
实验2探究弹力和弹簧伸长的关系
实验2探究弹力和弹簧伸长的关系【基础】1.(1)在“探究弹力和弹簧伸长的关系“的实验中，以下说法正确的是()A.禅簧被拉伸时，所挂钩码越多，误差越小B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证禅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，分别测岀几组拉力与伸长量,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而上使英自然伸长，用直尺测出弹簧的原长Lo,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-Lo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下列选项中的()U u 0【解析】(1)实验中应以所研究的一根弹簧为实验对象，在弹性限度内通过增减钩码的数目来改变对弹簧的拉力，以探究弹力与弹簧伸长的关系，并且拉力和重力平衡。
(2)由于考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时,弹簧的伸长量x>0,所以选C。
2.如图为“测量弹簧劲度系数“的实验装置图，禅簧的上端固左在铁架台上，下端装有指针及挂钩,指针恰好指向一把竖宜立起的亳米刻度尺。
现在测得在挂钩上挂上一定数量钩码时指针在刻度尺上的读数如表：钩码数n012345刻度尺读数xn(cm) 2.62417 5.707.228.8410.43已知所有钩码的质量可认为相同且mo=50g.当地重力加速度g=9.8nVs2o请回答下列问题:⑴请根据表格数据汁算岀弹簧的劲度系数心__________ N/m(结果保留两位有效数字)。
(2)考虑到在没有挂钩码时弹簧自身有重量，测量的劲度系数与貞•实值相比较________ (选填“偏大"“偏小”或'没有影响【解析】(1)弹簧的原长为Lo=2.62cm.钩码每增加50g,弹簧的形变量的平均值为(L 5 + L4 + L3)一(L2 + L1 + L0)(10.43 + 8.84 + 7.22) - (2.62 + 4.17 + 5.70)9 _cm=1.56cm由AF=kAxA F ni o g 0.05 x 9.8z H . Ax Ax 1.56x10 一2得k= = = N/m=3 lN/m □(2)由胡克左律可知，弹簧弹力的增加虽:与弹簧的形变量成正比，即AF=kAx,|^l此弹簧的自重不会对劲度系数产生影响。
实验二探究弹力和弹簧伸长的关系
实验二探究弹力和弹簧伸长的关系注意事项1．安装实验装置：要保持刻度尺竖直并靠近弹簧。
2．不要超过弹性限度：实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免超过弹簧的弹性限度。
3．尽量多测几组数据：要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据。
4．观察所描点的走向：不要画折线。
5．统一单位：记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位。
误差分析1．钩码标值不准确，弹簧长度测量不准确带来误差。
2．画图时描点及连线不准确也会带来误差。
热点一实验原理与实验操作【例1】某中学的物理兴趣实验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验时，分成了两组来进行探究分析。
图1（1）小组甲对两个劲度系数不同的弹簧A和弹簧B进行了探究，根据测量的实验数据以弹簧的伸长量（x）为纵坐标，以弹簧的弹力（F）为横坐标，在同一坐标系中作出了两弹簧的图象，从图象上看两弹簧的图线的后半段均向上发生了弯曲，其原因是________________________________________________________，如果选用其中的一个弹簧制作成精确度比较高的弹簧测力计，则应选（填“A”或“B”）。
（2）小组乙的同学完成了如下的操作：a．将带铁夹的铁架台放在水平桌面上，将弹簧的一端固定在铁夹上使其呈自然状态，并在竖直的弹簧附近平行弹簧固定一刻度尺b．以弹簧的伸长量（x）为纵坐标，以弹簧的弹力（F）为横坐标，根据以上测量的数据在坐标系中描点，并用一条平滑的线连接起来c．写出弹簧的弹力与弹簧形变量的关系式，并对该关系式中的常量进行解释d．从刻度尺上读出弹簧下端不悬挂钩码时，弹簧下端所对应的刻度尺上的刻度值，记为L0e．然后在弹簧的下端依次悬挂1、2、3、4…个钩码，当弹簧稳定时，依次读出弹簧下端所对应的刻度值，分别记为L1、L2、L3、L4…并将对应的数据记录在表格中，随后将钩码取下请将以上的实验步骤按照正确的顺序排列，将步骤前的字母填在横线上：。
高三一轮复习实验二探究弹力和弹簧伸长的关系
请思考：
利用图像处理数据时，表示长度的横坐标有
几种选择？有何异同？
典型问题
1、若将弹簧水平放置时自然伸长的长度作为原 长，作出的F-x图线将如何？ x轴上的截距是因为弹簧 自身的重力而引起
2、若误将弹簧的长度作为横坐标， 作出的图线又如何？ 3、若实验中所挂钩码越来越重， 超出了弹簧的弹性限度，作出 的图线又如何？
6、记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位.
33· 课堂练习 P·
例1、(2012广东)某同学探究弹力和弹簧伸长的关系． ①将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧．弹簧 竖直 轴线和刻度尺都应在________ 方向(填：水平或竖直)． 静止 ②弹簧自然悬挂，待弹簧________ 时，长度记为L0；弹簧下端 挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10 g砝码， 弹簧长度依次记为L1至L6.数据如下表. 刻度尺的估读
注意事项——
1、每次增减钩码测量有关长度时，均需保证弹簧及 钩码不上下振动而处于静止状态，否则，弹簧弹力将 可能与钩码重力不相等．且用重锤线检查刻度尺是否 竖直，不能用手拉弹簧，让弹簧处于自然竖直状态去 测量。 2、增加钩码时，注意不要超过弹簧的弹性限度． 3、测量有关长度时，应区别弹簧原长l0、实际总长l 及伸长量x三者之间的不同，明确三者之间的关系． 4、建立平面直角坐标系时，两轴上单位长度所代表 的量值要适当，不可过大，也不可过小． 5、描线时尽量使各点落在线上，不能落在线上的点 均匀分布于线两侧，描出的线不应是折线，而应是平 滑的曲线．
第五讲
验证力的平行四边形定则 探究弹力和弹簧伸长的关系
实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系
1 、实验目的
（1）探究弹力和弹簧伸长的定量关系。 （2）学会利用列表法、图象法、函数法处理实验数据。
实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系
优点在于: ;
缺点在于: .
实验热点探究
[答案] (1)如图所示 (2)5.0 20 (3)略 (4)可以避免弹簧自身重力对实验的影响 弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦会造成实验误差
实验热点探究
[解析] (1)F-L 图线如图所示. (2)图像的横轴截距表示弹力为 0 时弹簧的长度,此时弹簧的长度为原长,所 以弹簧的原长 L0=5.0 cm,图像的斜率表示弹簧的劲度系数,则 k=ΔΔ������������=01.0.6800 N/m=20 N/m. (3)根据该同学以上的实验情况,记录实验数据的表格为:
大小为
(用 g、m、α 表示).
课时巩固训练
(2)取 g=10 m/s2,由图像可得橡皮筋的劲度系数 k=
l0=
m.(结果均保留两位有效数字)
N/m,橡皮筋的原长
图 S2-9
课时巩固训练
[答案] (1) ������������ (2)1.0×102 0.21
cos ������
[解析] (1)对结点及钩码,由平衡条件得,橡皮筋所受的拉力 FT=c���o���s������������. (2)橡皮筋所受的拉力 FT=c���o���s������������=k(l-l0),则co1s ������=������������������ ·l-������������������ ·l0,图像的斜率������������������ =22.4.8×-100.4-2, 则橡皮筋的劲度系数 k=1.0×102 N/m,图像在横轴上的截距即为橡皮筋的原长, 则原长 l0=0.21 m.
图S2-8
课时巩固训练
③取下制图板,量出 A1、A2……各点到 O 的距离 l1、l2……量出各次橡皮筋与
(完整word版)实验二探究弹力和弹簧伸长的关系练习与答案
课下？U提升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关系的图像如图实一2-8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正确，C错误；图像不过原点，D错误。
答案：B2. 如图实—2-9甲所示，一个弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连。
当对弹簧施加变化的作用力（拉力或压力）时，在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力的关系图像（如图乙）。
则下列判断错误的是（）A .弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比B.弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比C .该弹簧的劲度系数是200 N/mD .该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变解析：由题图知，F —x是一个过原点的直线，N/m = 200 N/m，可知A错，B、0.10C、D正确。
解析：图像的横轴截距表示弹簧的原长, A错误；图像的斜率表示弹簧的劲度系数,答案：A3. 某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时，将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂，测出其自然长度；然后在其下部施加外力F ，测出弹簧的总长度 L ,改变外力F 的大 F 与弹簧总长度L 的关系图线如图实—2 — 10所示。
(实验过 系数为 _________ N/m 。
解析：当外力F = 0时，弹簧的长度即原长为 L o = 10 cm ,图线的斜率就是弹簧的劲度系数，10.0 — 0 2 即 k = X 10 N/m = 50 N/m 。
30 — 10答案：10 504. 为了探索弹力和弹簧伸长的关系，某同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试, 根据测得的数据绘出如图实一 2 — 11所示图像。
图实一2 — 11(1) 从图像上看，该同学没能完全按照实验要求做，从而使图像上端成为曲线，图像上端成为曲线是因为 ___________________________________________________________ 。
课件1：实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系
高考总复习·物理
实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系
实验创新设计
一、实验方案的创新 在本实验中，由于弹簧自身重力的影响，所
作出的F－x图线不过坐标原点，本实验可作如下
改进：将弹簧水平放置，用钩码通过细线、定滑 轮对弹簧施加水平作用系
解析 (1)实验中应以所研究的一根弹簧为实 验对象，在弹性限度内通过增减钩码的数目来改 变对弹簧的拉力，以探索弹力与弹簧伸长量的关 系，并且拉力和重力平衡，所以选A、B.
(2)由于考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩 码时，弹簧的伸长量x>0，所以选C.
答案 (1)AB (2)C
高考总复习·物理
实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系
考点二 实验数据的处理
［例2］ 利用如图实Ⅱ－4甲所示装置做“探 究弹力和弹簧伸长的关系”实验．所用的钩码每只 的质量为30 g．实验中，先测出不挂钩码时弹簧的 自然长度，再将5个钩码逐个加挂在弹簧下端，稳 定后依次测出相应的弹簧总长度，将数据填在表 中．(弹力始终未超过弹性限度，取g＝10 m/s2)
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．
高考总复习·物理
实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系
考点核心突破
考点一 实验原理与操作 ［例1］ (2014·临沂模拟)如图实Ⅱ－3甲
所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相 等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长 量的关系．
(3)由m0g＝k(Lx－L0)和m0g＋nmg＝k(Ln－L0) 得nmg＝k(Ln－Lx)，所以横轴应为弹簧长度 与Lx的差值．
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
梯级演练·跟踪检测区
【高考题组】
1.(2014·浙江高考)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,某同学把两根弹簧如图甲连接起来进行探究。
(1)某次测量如图乙所示,指针示数为cm。
(2)在弹性限度内,将50g的钩码逐个挂在弹簧下端,得到指针A、B的示数L A和L B如表。
用表中数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为N/m(重力加速度g=10m/s2)。
由表中数据(选填“能”或“不能”)计算出弹簧Ⅱ的劲度系数。
【解析】(1)刻度尺读数需要估读到精确位的下一位,从图可知指针示数为16.00cm,考虑到误差范围,15.95～16.05cm均算对。
(2)由胡克定律F=kΔx,结合表格数据可知弹簧Ⅰ的劲度系数
k1=N/m=12.5 N/m,考虑误差范围情况下12.2～12.8N/m均算正确;对于计算弹簧Ⅱ的劲度系数,只需要测出弹簧Ⅱ的形变量,结合两个指针的读数,可知指针B的变化量减去指针A的变化量,就是弹簧Ⅱ的形变量,所以能求出弹簧Ⅱ的劲度系数。
答案：(1)16.00(15.95～16.05)(有效数字位数正确)
(2)12.5(12.2～12.8) 能
2.(2011·安徽高考)为了测量某一弹簧的劲度系数,将该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上不同质量的砝码。
实验测出了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据,其对应点已在图上标出。
(g=9.8m/s2)
(1)作出m -l的关系图线。
(2)弹簧的劲度系数为N/m。
【解析】(1)如图所示,让直线通过尽可能多的点。
(2)从图像中取两相距较远的点,利用k=求出,k等于0.248N/m到0.262N/m 之间某值。
答案：(1)见解析
(2)0.248～0.262之间的任一值均正确
3.(2012·广东高考)某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。
(1)将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都应在(选填“水平”或“竖直”)方向。
(2)弹簧自然悬挂,待弹簧时,长度记为L0;弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为L x;在砝码盘中每次增加10 g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6,数据如表：
表中有一个数值记录不规范,代表符号为。
由表可知所用刻度尺的最小分度为。
(3)如图是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与
(选填“L0”或“L x”)的差值。
(4)由图可知弹簧的劲度系数为N/m;通过图和表可知砝码盘的质量为
g(结果保留两位有效数字,重力加速度取9.8 m/s2)。
【解析】(1)测量弹簧的长度时应在竖直方向。
(2)测量仪器是10分度的,需要估读到最小精度的下一位,则此刻度尺的最小精
度应为1 mm,故L3读数错误。
(3)横轴表示的是弹簧的形变量,故为弹簧长度与L x的差值。
(4)由mg=kx得图像的斜率k′====0.5,
故k=4.9 N/m,挂了砝码盘后弹簧伸长了2 cm,由mg=kx知其质量为10 g。
答案：(1)竖直(2)静止L3 1 mm (3)L x(4)4.9 10
【创新题组】
4.(多选)如图甲所示,一根弹簧一端固定在传感器上,传感器与计算机相连。
当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时,在计算机上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图像,如图乙所示。
则下列判断正确的是( )
A.弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比
B.弹力增加量与对应的弹簧长度的增加量成正比
C.该弹簧的劲度系数是200 N/m
D.该弹簧受到反向压力时,劲度系数不变
【解析】选B、C、D。
由题图乙知,F -x图线是一条过原点的直线,k=N/m= 200 N/m,故A错误,B、C、D正确。
5.用如图甲所示的装置测定弹簧的劲度系数,被测弹簧一端固定于A点,另一端B 用细绳绕过定滑轮挂钩码,旁边竖直固定一最小刻度为1mm的刻度尺,当挂两个钩码时,绳上一定点P对应刻度如图乙中ab虚线所示,再增加一个钩码后,P点对应刻度如图乙中cd虚线所示,已知每个钩码质量为50g,重力加速度g=9.8m/s2,
则被测弹簧的劲度系数为N/m。
挂三个钩码时弹簧的形变量为
cm。
【解析】对钩码进行受力分析,根据平衡条件,得
mg=kΔx
k==N/m=70 N/m
挂三个钩码时,可列方程(m+m+m)g=kΔx′
Δx′==m=21×10-3m=2.10 cm。
答案：70 2.10
6.某同学在研究性学习中,利用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧一端固定于某一深度为h=0.25m、且开口向右的小筒中(没有外力作用时弹簧的另一端位于筒内),如图甲所示,如果本实验的长度测量工具只能测量出距筒口右端弹簧的长度l,现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数,该同学通过改变挂钩码的个数来改变l,作出F-l变化的图线如图乙所示。
(1)由此图线可得出的结论是。
(2)弹簧的劲度系数为N/m,弹簧的原长l0= 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：。
【解析】(1)在弹性限度内,弹力与弹簧的伸长量成正比。
(2)由ΔF=kΔx和乙图可知：(30-10)=k×20×10-2,所以k=100N/m,由乙图可知F=20N时,l=10cm=0.1 m,所以20=k(0.1+0.25-l0),即l0=0.15m。
(3)优点是避免弹簧自身重力对实验的影响,缺点是弹簧与筒及绳子与滑轮间存在的摩擦会造成实验误差。
答案：(1)在弹性限度内,弹力与弹簧的伸长量成正比(2)100 0.15 (3)避免弹簧自身重力对实验的影响弹簧与筒及绳子与滑轮间存在的摩擦会造成实验误差
7.橡皮筋也像弹簧一样,在弹性限度内,伸长量x与弹力F成正比,即F=kx,k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关,理论与实践都表明k=Y,其中Y是一个由材料决定的常数,材料力学上称之为杨氏模量。
(1)在国际单位制中,杨氏模量Y的单位应该是( )
A.N
B.m
C.N/m
D.Pa
(2)有一段横截面是圆形的橡皮筋,应用如图所示的实验装置
可以测量出它的杨氏模量Y的值。
首先利用测量工具a测得
橡皮筋的长度L=20.00cm,利用测量工具b测得橡皮筋未受到
拉力时的直径D=4.000mm,那么测量工具a应该
是,测量工具b应该是。
(3)下面的表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录。
请作出F -x图像,由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k= N/m。
(4)这种橡皮筋的Y值等于。
【解析】(1)在弹性限度内,弹力F与伸长量x成正比,F=kx,由题意可知k=,则F=kx=Y〃x,
解得杨氏模量Y=,各物理量取国际单位得杨氏模量的单位是N/m2=Pa,选项D正确。
(2)根据精确度判断可知a为毫米刻度尺,b为螺旋测微器。
(3)根据表格数据,描点、连线,可得F -x图像如图所示。
根据斜率的物理意义表示劲度系数k,k=≈3.1×102N/m。
(4)根据Y=求得,Y≈5×106Pa。
答案：(1)D (2)毫米刻度尺螺旋测微器
(3)图见解析 3.1×102(4)5×106Pa
8.在“探究弹力和弹簧伸长量的关系并测定弹簧的
劲度系数”的实验中,实验装置如图所示。
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组数据在坐标图中描点,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)试根据以上该同学的实验情况,请你帮助他设计一个记录实验数据的表格(不必填写其实验测得的具体数据)。
【解析】(1)用直线将各点连接起来,误差较大的点不考虑,如图所示。
(2)弹簧的原长L0即为弹力为零时弹簧的长度,由图像可知,L0=5×10-2m=5cm。
劲度系数为图像直线部分的斜率,k=20N/m。
(3)记录数据的表格如下。
答案：(1)见解析图(2)5 20
(3)见解析
关闭Word文档返回原板块。