实验探究弹簧弹力与形变量的关系-[新]高中物理必修第一册
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例1某同学用如图甲所示的装置做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。
(多选)在“探究弹力与弹簧形变量的关系”实验中,关于测量弹簧原长的操作步骤先后顺序,下列说法正确的是(
)
)
答案:×
解析:本实验研究的是弹簧的弹力与弹簧伸长量的关系。
(2)每次实验,重物静止时所挂重物的重力与弹簧的弹力大小相等。
(
)
答案:√
斜率表示弹簧的劲度系数k,故a的劲度系数比b的大,B正确,C错误;
弹簧的弹力满足胡克定律,弹力与弹簧的形变量成正比,故D错误。
问题一
问题二
随堂检测
2.某同学在研究性学习中,利用所学的知识解决了如下问题:一轻质
弹簧竖直悬挂于某一深度为h=30.0 cm且开口向下的小筒中(没有
问题一
问题二
随堂检测
误差分析和注意事项
情景探究
为了探究弹簧弹力F和弹簧伸长量x的关系,某同学选了A、B两
根规格不同的弹簧进行测试,根据测得的数据绘出如图所示的图像,
从图像上看,该同学没能完全按实验要求做,使图像上端成为曲线,
图像上端成为曲线的原因是什么?
要点提示在弹簧的弹性限度以内,弹力与形变量是成正比的,图
应舍去。C项对。
问题一
问题二
随堂检测
1.一个实验小组在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验中,使用
两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹力F与弹簧长度L的图像如图所示,
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
答案:B
解析:在图像中横截距表示弹簧的原长,故b的原长比a的长,A错误;
解析:重物静止时,所挂重物的重力与弹簧的弹力大小相等。
(3)弹簧的伸长量等于弹簧的长度与弹簧原长之差。(
)
答案:√
解析:弹簧的伸长量等于弹簧的长度减去弹簧的原长。
必备知识
自我检测
2.(多选)在“探究弹力与弹簧形变量的关系”实验中,关于测量弹
簧原长的操作步骤先后顺序,下列说法正确的是(
)
A.先测量弹簧的原长,后竖直悬挂
并将数据填入表格。
实验次数 1
F/N
0
l/cm
x/cm
0
2
3
4
5
6
7
必备知识
自我检测
1.正误辨析
(1)实验要研究的是弹簧的弹力与弹簧长度的关系。(
连接各点得出F随x变化的图线。
为了减小偶然误差,要尽量多测几组数据和规范作图。
(2)测量长度时,应区别弹簧原长l0、实际长度l及伸长量x三者之间的不同,明确三者之间的关系。
首先尝试一次函数,如果不行则考虑二次函数。
实验时要把所有点连到线上,才能探究得到真实规律
(3)该同学实验时,把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较,
(多选)在“探究弹力与弹簧形变量的关系”实验中,关于测量弹簧原长的操作步骤先后顺序,下列说法正确的是(
)
用刻度尺测得的弹簧的长度即为弹簧的伸长量
解析:(1)F-L图线如图所示:
解析:实验时弹簧被拉伸的长度不能超出它的弹性限度,A正确;要使弹簧的弹力等于钩码重力的大小,应竖直悬挂弹簧,且要使弹簧下端的
钩码处于静止状态,B正确;弹簧的伸长量等于弹簧的长度减去弹簧的原长,C错误;不同的弹簧的劲度系数不同,所以拉力与伸长量之比不相
等,D错误。
(2)根据l-m图线可计算出,该弹簧的劲度系数为
(2)测量长度时,应区别弹簧原长l0、实际长度l及伸长量x三者之
间的不同,明确三者之间的关系。
(3)记录数据时要注意弹力及伸长量的对应关系及单位。
(4)描点作图时,应使尽量多的点落在画出的线上,可允许少数点
分布于线两侧,描出的线不应是折线,而应是平滑的曲线或直线。
问题一
问题二
随堂检测
实例引导
例2(多选)在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验中,以下说法
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;
解析:实验时弹簧被拉伸的长度不能超出它的弹性限度,A正确;要使弹簧的弹力等于钩码重力的大小,应竖直悬挂弹簧,且要使弹簧下端的
钩码处于静止状态,B正确;弹簧的伸长量等于弹簧的长度减去弹簧的原长,C错误;不同的弹簧的劲度系数不同,所以拉力与伸长量之比不相
问题一
问题二
随堂检测
实验中k的具体数值必须计算出来
改变所挂钩码的质量,重复步骤2,记录m2、m3、m4、m5、……和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5、 ……。
某同学在研究性学习中,利用所学的知识解决了如下问题:一轻质弹簧竖直悬挂于某一深度为h=30.
要点提示在弹簧的弹性限度以内,弹力与形变量是成正比的,图像上端出现弯曲是因为拉力过大,超过了弹簧的弹性限度。
实验:探究弹簧弹力与形变量的关系
学习目标
思维导图
1.知道科学探究的过程,探究
弹力与弹簧伸长量之间的关
系。
2.学会利用列表法、图像法、
函数法处理实验数据。
3.能根据 F-x、F-l 图像求出弹
簧的劲度系数。
必备知识
自我检测
一、实验原理
1.如图所示,在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长,平衡时弹簧产生
的弹力与所挂钩码受到的重力大小相等。弹簧的原长与挂上钩码
长量的关系?
问题一
问题二
随堂检测
要点提示以弹簧的弹力为纵坐标,以弹簧的伸长量为横坐标,将
对应的弹簧弹力与弹簧的伸长量在坐标系中描点,用平滑的曲线连
接各点,得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图像。
问题一
问题二
随堂检测
知识点拨
1.画F-x图像:建立直角坐标系,以F为纵轴,x为横轴,根据测量数据
用描点法作图。连接各点得出F随x变化的图线。
要使弹簧的弹力等于钩码重力的大小,应竖直悬挂弹簧,且要使弹
簧下端的钩码处于静止状态,B正确;弹簧的伸长量等于弹簧的长度
减去弹簧的原长,C错误;不同的弹簧的劲度系数不同,所以拉力与
伸长量之比不相等,D错误。
问题一
问题二
随堂检测
变式训练下列关于“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验的说法
中正确的是(
)
A.实验中k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x,F-L图线也是过原
点的一条直线
C.利用F-x图线可求出k值
D.实验时要把所有点连到线上,才能探究得到真实规律
答案:C
解析:“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中利用F-x图线可求
出k值,但不一定要求解出k值,实验中用弹簧长度L代替x,F-L图线不
是过原点的一条直线,作图时绝大多数点通过直线,偏离较大的点
B.先竖直悬挂,后测量弹簧的原长
C.先后顺序对实验结果无影响
D.先后顺序对实验结果的影响程度取决于弹簧的自身重力
答案:B D
解析:由于弹簧自身重力的影响,弹簧平放时的长度与竖直悬挂
时的长度不同,竖直悬挂时长度更长一些。由于实验时弹簧始终处
于竖直状态,故弹簧长度一直受自身重力的影响,所以测量原长时,
应测量弹簧竖直悬挂时的长度,B、D项正确。
表:
钩码质量 m/g
弹簧长度 L/cm
伸长长度 x/cm
0
100.0 200.0 300.0 400.0 500.0 600.0
15.00 18.94 22.82 26.78 30.66 34.60 42.00
0
3.94 7.82 11.78 15.66 19.60 27.00
怎样处理上面数据可以直观简洁地分析出弹簧的弹力与弹簧伸
一个实验小组在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹力F与弹簧长度L的图像如图所示,下列表
述正确的是(
)
请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来:
。
解释式中常数的物理意义:得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系式,解释函数表达式中常数的物理意义。
(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乙中,请作出F-L图线;
2.写F-x的函数式:以弹簧的伸长量为自变量,写出弹力和弹簧伸
长量之间的函数关系。首先尝试一次函数,如果不行则考虑二次函
数。
3.解释式中常数的物理意义:得出弹力和弹簧伸长量之间的定量
关系式,解释函数表达式中常数的物理意义。
问题一
问题二
随堂检测
实例引导
例1某同学用如图甲所示的装置做“探究弹力和弹簧伸长量的关
解析:实验时弹簧被拉伸的长度不能超出它的弹性限度,A正确;要使弹簧的弹力等于钩码重力的大小,应竖直悬挂弹簧,且要使弹簧下端的
钩码处于静止状态,B正确;弹簧的伸长量等于弹簧的长度减去弹簧的原长,C错误;不同的弹簧的劲度系数不同,所以拉力与伸长量之比不相
等,D错误。
(1)读数和作图时会带来偶然误差。
所挂钩码的重力相当于对弹簧提供了向右的恒定拉力。
N/m。
从图像中可得直线的斜率为
某同学在研究性学习中,利用所学的知识解决了如下问题:一轻质弹簧竖直悬挂于某一深度为h=30.
由于弹簧自身重力的影响,使得弹簧不加外力时就有形变量。
记下弹簧不挂钩码时其下端所对应的刻度l0;
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;
作出弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系图像,根据图像可以分析弹簧弹力和弹簧伸长量的关系。
(1)根据所测数据,在坐标纸(图乙)上画出弹簧指针所指刻度尺的
刻度l与钩码质量m的关系图线。
(2)根据l-m图线可计算出,该弹簧的劲度系数为
N/m。
(结果保留3位有效数字)
问题一
问题二
随堂检测
解析:(1)描点作图,如图所示:
Δ
(2)由胡克定律 F=kx,F=mg,x=l-l0,l0 为弹簧原长,可知 k=Δ =
系”的实验。他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻
度,然后在弹簧下端挂上钩码,并逐个增加钩码,分别测出钩码静止
时指针所指刻度尺的刻度,所得数据列表如下(g取10 m/s2):
问题一
钩码质量
m/g
刻度尺的
刻度 l/cm
问题二
0
随堂检测
100
200
300
400
500
600
700
11.70 13.40 15.10 16.85 18.60 20.30 22.10 24.05
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时,应竖直悬挂弹簧,挂在弹
簧下端的钩码应处于静止状态
C.用刻度尺测得的弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D.用几个不同的弹簧,分别测出它们所受的拉力与伸长量,可得出
拉力与伸长量之比相等
问题一
问题二
随堂检测
答案:A B
解析:实验时弹簧被拉伸的长度不能超出它的弹性限度,A正确;
自然伸长状态时的长度l0,即原长。
2.如图所示,在弹簧下端挂质量为m1的钩码,测出钩码静止时弹簧
的长度l1,记录m1和l1。
必备知识
自我检测
3.改变所挂钩码的质量,重复步骤2,记录m2、m3、m4、m5、……
和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5、 ……。
4.计算出每次弹簧的伸长量x(x=l-l0)和弹簧受到的拉力F(F=mg),
Δ
Δ
=
7
0.24-0.12
N/m=58.3 N/m。
答案:(1)见解析图
(2)58.3(58.1~58.5均可)
问题一
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ问题二
随堂检测
规律方法 作图法
作图方法:(1)选择坐标轴的合适标度;(2)描点,用平滑的曲线(或
直线)将坐标纸上的各点连接起来,若是直线,应使各点均匀分布于
直线上或直线两侧,偏离直线太大的点应舍弃。
后弹簧的长度可以用刻度尺测出,其伸长量x可以用挂上钩码后弹
簧的长度减去弹簧的原长来求得。
2.作出弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系图像,根据图像可以分析
弹簧弹力和弹簧伸长量的关系。
必备知识
自我检测
二、实验器材
铁架台、刻度尺、轻弹簧、钩码(一盒)、三角板、铅笔、坐标
纸等。
三、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
像上端出现弯曲是因为拉力过大,超过了弹簧的弹性限度。
问题一
问题二
随堂检测
知识点拨
1.误差分析
(1)读数和作图时会带来偶然误差。为了减小偶然误差,要尽量多
测几组数据和规范作图。
(2)弹簧竖直悬挂时,未考虑弹簧自身重力的影响会带来系统误差。
为了减小该系统误差,实验中应使用轻质弹簧。
2.注意事项
(1)实验中弹簧下端挂的钩码不要太多,以免超出弹簧的弹性限度。
等,D错误。
实验时要把所有点连到线上,才能探究得到真实规律
记下弹簧不挂钩码时其下端所对应的刻度l0;
实验中k的具体数值必须计算出来
怎样处理上面数据可以直观简洁地分析出弹簧的弹力与弹簧伸长量的关系?
实验中k的具体数值必须计算出来
数据处理
情景探究
在“探究弹簧的弹力与弹簧伸长量的关系”实验中,所得数据如下
作出弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系图像,根据图像可以分析弹簧弹力和弹簧伸长量的关系。
(3)弹簧的伸长量等于弹簧的长度与弹簧原长之差。
他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度,然后在弹簧下端挂上钩码,并逐个增加钩码,分别测出钩码静止时指针所指刻度尺
的刻度,所得数据列表如下(g取10 m/s2):
(多选)在“探究弹力与弹簧形变量的关系”实验中,关于测量弹簧原长的操作步骤先后顺序,下列说法正确的是(
)
)
答案:×
解析:本实验研究的是弹簧的弹力与弹簧伸长量的关系。
(2)每次实验,重物静止时所挂重物的重力与弹簧的弹力大小相等。
(
)
答案:√
斜率表示弹簧的劲度系数k,故a的劲度系数比b的大,B正确,C错误;
弹簧的弹力满足胡克定律,弹力与弹簧的形变量成正比,故D错误。
问题一
问题二
随堂检测
2.某同学在研究性学习中,利用所学的知识解决了如下问题:一轻质
弹簧竖直悬挂于某一深度为h=30.0 cm且开口向下的小筒中(没有
问题一
问题二
随堂检测
误差分析和注意事项
情景探究
为了探究弹簧弹力F和弹簧伸长量x的关系,某同学选了A、B两
根规格不同的弹簧进行测试,根据测得的数据绘出如图所示的图像,
从图像上看,该同学没能完全按实验要求做,使图像上端成为曲线,
图像上端成为曲线的原因是什么?
要点提示在弹簧的弹性限度以内,弹力与形变量是成正比的,图
应舍去。C项对。
问题一
问题二
随堂检测
1.一个实验小组在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验中,使用
两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹力F与弹簧长度L的图像如图所示,
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
答案:B
解析:在图像中横截距表示弹簧的原长,故b的原长比a的长,A错误;
解析:重物静止时,所挂重物的重力与弹簧的弹力大小相等。
(3)弹簧的伸长量等于弹簧的长度与弹簧原长之差。(
)
答案:√
解析:弹簧的伸长量等于弹簧的长度减去弹簧的原长。
必备知识
自我检测
2.(多选)在“探究弹力与弹簧形变量的关系”实验中,关于测量弹
簧原长的操作步骤先后顺序,下列说法正确的是(
)
A.先测量弹簧的原长,后竖直悬挂
并将数据填入表格。
实验次数 1
F/N
0
l/cm
x/cm
0
2
3
4
5
6
7
必备知识
自我检测
1.正误辨析
(1)实验要研究的是弹簧的弹力与弹簧长度的关系。(
连接各点得出F随x变化的图线。
为了减小偶然误差,要尽量多测几组数据和规范作图。
(2)测量长度时,应区别弹簧原长l0、实际长度l及伸长量x三者之间的不同,明确三者之间的关系。
首先尝试一次函数,如果不行则考虑二次函数。
实验时要把所有点连到线上,才能探究得到真实规律
(3)该同学实验时,把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较,
(多选)在“探究弹力与弹簧形变量的关系”实验中,关于测量弹簧原长的操作步骤先后顺序,下列说法正确的是(
)
用刻度尺测得的弹簧的长度即为弹簧的伸长量
解析:(1)F-L图线如图所示:
解析:实验时弹簧被拉伸的长度不能超出它的弹性限度,A正确;要使弹簧的弹力等于钩码重力的大小,应竖直悬挂弹簧,且要使弹簧下端的
钩码处于静止状态,B正确;弹簧的伸长量等于弹簧的长度减去弹簧的原长,C错误;不同的弹簧的劲度系数不同,所以拉力与伸长量之比不相
等,D错误。
(2)根据l-m图线可计算出,该弹簧的劲度系数为
(2)测量长度时,应区别弹簧原长l0、实际长度l及伸长量x三者之
间的不同,明确三者之间的关系。
(3)记录数据时要注意弹力及伸长量的对应关系及单位。
(4)描点作图时,应使尽量多的点落在画出的线上,可允许少数点
分布于线两侧,描出的线不应是折线,而应是平滑的曲线或直线。
问题一
问题二
随堂检测
实例引导
例2(多选)在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验中,以下说法
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;
解析:实验时弹簧被拉伸的长度不能超出它的弹性限度,A正确;要使弹簧的弹力等于钩码重力的大小,应竖直悬挂弹簧,且要使弹簧下端的
钩码处于静止状态,B正确;弹簧的伸长量等于弹簧的长度减去弹簧的原长,C错误;不同的弹簧的劲度系数不同,所以拉力与伸长量之比不相
问题一
问题二
随堂检测
实验中k的具体数值必须计算出来
改变所挂钩码的质量,重复步骤2,记录m2、m3、m4、m5、……和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5、 ……。
某同学在研究性学习中,利用所学的知识解决了如下问题:一轻质弹簧竖直悬挂于某一深度为h=30.
要点提示在弹簧的弹性限度以内,弹力与形变量是成正比的,图像上端出现弯曲是因为拉力过大,超过了弹簧的弹性限度。
实验:探究弹簧弹力与形变量的关系
学习目标
思维导图
1.知道科学探究的过程,探究
弹力与弹簧伸长量之间的关
系。
2.学会利用列表法、图像法、
函数法处理实验数据。
3.能根据 F-x、F-l 图像求出弹
簧的劲度系数。
必备知识
自我检测
一、实验原理
1.如图所示,在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长,平衡时弹簧产生
的弹力与所挂钩码受到的重力大小相等。弹簧的原长与挂上钩码
长量的关系?
问题一
问题二
随堂检测
要点提示以弹簧的弹力为纵坐标,以弹簧的伸长量为横坐标,将
对应的弹簧弹力与弹簧的伸长量在坐标系中描点,用平滑的曲线连
接各点,得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图像。
问题一
问题二
随堂检测
知识点拨
1.画F-x图像:建立直角坐标系,以F为纵轴,x为横轴,根据测量数据
用描点法作图。连接各点得出F随x变化的图线。
要使弹簧的弹力等于钩码重力的大小,应竖直悬挂弹簧,且要使弹
簧下端的钩码处于静止状态,B正确;弹簧的伸长量等于弹簧的长度
减去弹簧的原长,C错误;不同的弹簧的劲度系数不同,所以拉力与
伸长量之比不相等,D错误。
问题一
问题二
随堂检测
变式训练下列关于“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验的说法
中正确的是(
)
A.实验中k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x,F-L图线也是过原
点的一条直线
C.利用F-x图线可求出k值
D.实验时要把所有点连到线上,才能探究得到真实规律
答案:C
解析:“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中利用F-x图线可求
出k值,但不一定要求解出k值,实验中用弹簧长度L代替x,F-L图线不
是过原点的一条直线,作图时绝大多数点通过直线,偏离较大的点
B.先竖直悬挂,后测量弹簧的原长
C.先后顺序对实验结果无影响
D.先后顺序对实验结果的影响程度取决于弹簧的自身重力
答案:B D
解析:由于弹簧自身重力的影响,弹簧平放时的长度与竖直悬挂
时的长度不同,竖直悬挂时长度更长一些。由于实验时弹簧始终处
于竖直状态,故弹簧长度一直受自身重力的影响,所以测量原长时,
应测量弹簧竖直悬挂时的长度,B、D项正确。
表:
钩码质量 m/g
弹簧长度 L/cm
伸长长度 x/cm
0
100.0 200.0 300.0 400.0 500.0 600.0
15.00 18.94 22.82 26.78 30.66 34.60 42.00
0
3.94 7.82 11.78 15.66 19.60 27.00
怎样处理上面数据可以直观简洁地分析出弹簧的弹力与弹簧伸
一个实验小组在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹力F与弹簧长度L的图像如图所示,下列表
述正确的是(
)
请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来:
。
解释式中常数的物理意义:得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系式,解释函数表达式中常数的物理意义。
(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乙中,请作出F-L图线;
2.写F-x的函数式:以弹簧的伸长量为自变量,写出弹力和弹簧伸
长量之间的函数关系。首先尝试一次函数,如果不行则考虑二次函
数。
3.解释式中常数的物理意义:得出弹力和弹簧伸长量之间的定量
关系式,解释函数表达式中常数的物理意义。
问题一
问题二
随堂检测
实例引导
例1某同学用如图甲所示的装置做“探究弹力和弹簧伸长量的关
解析:实验时弹簧被拉伸的长度不能超出它的弹性限度,A正确;要使弹簧的弹力等于钩码重力的大小,应竖直悬挂弹簧,且要使弹簧下端的
钩码处于静止状态,B正确;弹簧的伸长量等于弹簧的长度减去弹簧的原长,C错误;不同的弹簧的劲度系数不同,所以拉力与伸长量之比不相
等,D错误。
(1)读数和作图时会带来偶然误差。
所挂钩码的重力相当于对弹簧提供了向右的恒定拉力。
N/m。
从图像中可得直线的斜率为
某同学在研究性学习中,利用所学的知识解决了如下问题:一轻质弹簧竖直悬挂于某一深度为h=30.
由于弹簧自身重力的影响,使得弹簧不加外力时就有形变量。
记下弹簧不挂钩码时其下端所对应的刻度l0;
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;
作出弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系图像,根据图像可以分析弹簧弹力和弹簧伸长量的关系。
(1)根据所测数据,在坐标纸(图乙)上画出弹簧指针所指刻度尺的
刻度l与钩码质量m的关系图线。
(2)根据l-m图线可计算出,该弹簧的劲度系数为
N/m。
(结果保留3位有效数字)
问题一
问题二
随堂检测
解析:(1)描点作图,如图所示:
Δ
(2)由胡克定律 F=kx,F=mg,x=l-l0,l0 为弹簧原长,可知 k=Δ =
系”的实验。他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻
度,然后在弹簧下端挂上钩码,并逐个增加钩码,分别测出钩码静止
时指针所指刻度尺的刻度,所得数据列表如下(g取10 m/s2):
问题一
钩码质量
m/g
刻度尺的
刻度 l/cm
问题二
0
随堂检测
100
200
300
400
500
600
700
11.70 13.40 15.10 16.85 18.60 20.30 22.10 24.05
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时,应竖直悬挂弹簧,挂在弹
簧下端的钩码应处于静止状态
C.用刻度尺测得的弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D.用几个不同的弹簧,分别测出它们所受的拉力与伸长量,可得出
拉力与伸长量之比相等
问题一
问题二
随堂检测
答案:A B
解析:实验时弹簧被拉伸的长度不能超出它的弹性限度,A正确;
自然伸长状态时的长度l0,即原长。
2.如图所示,在弹簧下端挂质量为m1的钩码,测出钩码静止时弹簧
的长度l1,记录m1和l1。
必备知识
自我检测
3.改变所挂钩码的质量,重复步骤2,记录m2、m3、m4、m5、……
和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5、 ……。
4.计算出每次弹簧的伸长量x(x=l-l0)和弹簧受到的拉力F(F=mg),
Δ
Δ
=
7
0.24-0.12
N/m=58.3 N/m。
答案:(1)见解析图
(2)58.3(58.1~58.5均可)
问题一
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ问题二
随堂检测
规律方法 作图法
作图方法:(1)选择坐标轴的合适标度;(2)描点,用平滑的曲线(或
直线)将坐标纸上的各点连接起来,若是直线,应使各点均匀分布于
直线上或直线两侧,偏离直线太大的点应舍弃。
后弹簧的长度可以用刻度尺测出,其伸长量x可以用挂上钩码后弹
簧的长度减去弹簧的原长来求得。
2.作出弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系图像,根据图像可以分析
弹簧弹力和弹簧伸长量的关系。
必备知识
自我检测
二、实验器材
铁架台、刻度尺、轻弹簧、钩码(一盒)、三角板、铅笔、坐标
纸等。
三、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
像上端出现弯曲是因为拉力过大,超过了弹簧的弹性限度。
问题一
问题二
随堂检测
知识点拨
1.误差分析
(1)读数和作图时会带来偶然误差。为了减小偶然误差,要尽量多
测几组数据和规范作图。
(2)弹簧竖直悬挂时,未考虑弹簧自身重力的影响会带来系统误差。
为了减小该系统误差,实验中应使用轻质弹簧。
2.注意事项
(1)实验中弹簧下端挂的钩码不要太多,以免超出弹簧的弹性限度。
等,D错误。
实验时要把所有点连到线上,才能探究得到真实规律
记下弹簧不挂钩码时其下端所对应的刻度l0;
实验中k的具体数值必须计算出来
怎样处理上面数据可以直观简洁地分析出弹簧的弹力与弹簧伸长量的关系?
实验中k的具体数值必须计算出来
数据处理
情景探究
在“探究弹簧的弹力与弹簧伸长量的关系”实验中,所得数据如下
作出弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系图像,根据图像可以分析弹簧弹力和弹簧伸长量的关系。
(3)弹簧的伸长量等于弹簧的长度与弹簧原长之差。
他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度,然后在弹簧下端挂上钩码,并逐个增加钩码,分别测出钩码静止时指针所指刻度尺
的刻度,所得数据列表如下(g取10 m/s2):