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，否则，弹簧弹力将可能与钩码重力不相等．

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＝（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＝m/s2) ➢(1)作出m－l的关系图线；

➢(2)弹簧的劲度系数为～N/m.