实验探究弹力与弹簧伸长量的关系

探究弹力与弹簧伸长的关系 2 课时

主备人：程飞审核人:高三物理备课组

【重难点：】 1、理解实验原理

2、弄清实验的步骤

3、学会利用图象法处理实验数据，探究物理规律

4、注意误差分析

【误差分析】

1．本实验的误差来源之一是由弹簧拉力大小的不稳定造成的，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，可以提高实验的准确度．

2．弹簧长度的测量是本实验的主要误差来源，所以，应尽量精确地测量弹簧的长度．

3．在 F －x 图象上描点、作图不准确．

【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，弹簧弹力将可能与钩码重力不相等．

否则，2．弹簧下端增加钩码时，注意不要超过弹簧的限度．

3．测量有关长度时，应区别弹簧原长l 0、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．描线的原则是，尽量使各点落在描出的线上，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．

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

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( AB )

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( C )．

3、以下是一位同学做“弹力与弹簧伸长的关系”的实验．

下列的实验步骤是这位同学准备完成的，请你帮这位同学按操作的先后顺序，用字母排列出来是 ____CBDAEF_____________ ．

A ．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据(x，F)对应的点，并用平

滑的曲线连结起来

B．记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度L 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

F．解释函数表达式中常数的物理意义

这位同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测的几组数据在图中坐标上已描出：

在图中的坐标上作出F－ x 图线．

写出曲线的函数表达式(x 用 cm 作单位 )： ______F ＝ 0.43x___（ N） _______.

4、一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，使用两

条不同的轻质弹簧 a 和 b，得到弹力与弹簧长度的关系图象如图所示．下

列表述正确的是( B )

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

5、在“探究弹力与弹簧伸长的关系，并测定弹簧的劲度

系数”的实验中，实验装置如图。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

在如坐标图 2－ 4－3 中，请作出 F -L 图线．

(2)由此图线可得出的结论是_在弹性限度内，

弹力和弹簧的伸长量成正比 _ __ ___．该弹簧的原长为L0＝

__10_cm ，劲度系数 k＝___25__________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)

(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： _避免弹簧自身所受重力对实验的影响______________；

缺点在于： __弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差____________.

6、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 3 上标出． (g＝9.8 m/s 2)

(1)作出 m－ l 的关系图线；

(2)弹簧的劲度系数为_0.248～ 0.262 N/m.