2022年高中物理实验-探究弹力和弹簧伸长的关系 .pdf

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1、第 1 页 共 5 页实验 2 探究弹力和弹簧伸长的关系实验目的1探究弹力与弹簧伸长的定量关系2学会利用图象研究两个物理量之间的关系的方法实验原理弹簧受力会发生形变，形变的大小与受到的外力有关，沿着弹簧的方向拉弹簧，当形变稳定时，弹簧产生的弹力与使它发生形变的拉力在数值上是相等的用悬挂法测量弹簧的弹力，运用的正是弹簧的弹力与挂在弹簧下面的钩码的重力相等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，即寻求F=kx的关系实验器材弹簧、毫米刻度尺、铁架台、钩码假设干、坐标纸实验步骤1将弹簧的一端挂在铁架台上，让其

2、自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态的长度l0，即原长2如以下图所示，将已知质量的钩码挂在弹簧的下端，在平衡时测量弹簧的总长并计算钩码的重力，填写在记录表格里3改变所挂钩码的质量，重复前面的实验过程多次4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5尝试写出曲线的函数式，并解释式中常数的物理意义原理简图注意事项(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尽可能稀疏，这样作出的图线精确(3)测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬

3、挂且处于平衡状态时测量，以免增大误差(4)描点画线时， 所画曲线不一定经过每一个点，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，在探究弹力F与弹簧伸长x的关系时，得到几组数据，既可以由所测数据找出F与x的对应关系，又可以作出F-x图象，从图象上看出F与x的关系 图象法 很容易 消除 实验测量中的偶然误差 1.某同学用如下图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，所得数据列表如下：重力加速度g取2(1)根据所测数据，在坐标纸上作弹簧指针所指的

4、标尺刻度z与砝码质量m的关系曲线(2)根据所测得的数据和关系曲线可以判断，在N 范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律，这种规格弹簧的劲度系数为N/m 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 5 页第 2 页 共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 5 页第 3 页 共 5 页2.一个实验小组存“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的图象如下图以下表述正确的选项是 ( ) Aa的原长比b的长Ba的劲度系数

5、比b的大Ca的劲度系数比b的小D测得的弹力与弹簧的长度成正比3.某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数A做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上， 然后将分度值是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作Lo；弹簧下端挂一个50 g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L1；弹簧下端挂两个50 g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L2；挂七个50 g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L7(1)下表记录的是该同学已测出的6 个值，其中有两个数值在记录时有误，它们的代表符号分别是和_ _ 测量记录表：(2)实验中，L3和L7

6、两个值还没有测定，请你根据图将这两个测量值填入记录表中(3)为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了三个差值：d1=L1-L0=6.90cm,d2=L5-L1=6.90cm,d3=L6-L2请 你 给 出 第 四 个 差 值 ：d4= = cm (4)根据以上差值，可以求出每增加50 g 砝码的弹簧平均伸长量L, L 用 d1、 d2、 d3、d4表示的式子为：L =.代人数据解得L = cm.(5)计算弹簧的劲度系数k= N/m.(g取9.8 m/s2) .下表是某同学为“探究弹力和弹簧伸长的关系”所测的几组数据，精选学习资料 - - - - - - - -

7、- 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 5 页第 4 页 共 5 页(1) 请你在坐标纸上作出F-x 图线，(2) 写出曲线所代表的函数式(3) 解释函数表达式中常量的物理意义。(4) 假设弹簧的原长为40 cm，并且以弹簧的总长为自变量，请你写出它的函数式，. 在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”的实验中，甲、乙两位同学选用不同的橡皮绳代替弹簧为测量橡皮绳的劲度系数，他们在橡皮绳下端依次逐个挂上钩码每个钩码的质量均为kg，取 g=10 m/s2 ，并记录绳下端的坐标X加i。 ， 然后逐个拿下钩码， 同样记录绳下端的坐标X减i， ， 绳下端坐标的平均值Xi=(X加i+X减i

8、)/2 的数据如下表： 下标 i 表示挂在绳下端钩码个数(1)同一橡皮绳的X加iX减i填“大于”或“小于” ；(2) 同学的数据更符合实验要求填“甲”或“乙” ；(3)选择一组数据用作图法得出该橡皮绳的劲度系数k(N/m) ；(4)为了更好地测量劲度系数，在选用钩码时需考虑的因素有哪些？.用如下图的装置可以测定弹簧的劲度系数，被测弹簧的一端固定于A 点，另一端有细绳绕过定滑轮挂精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 5 页第 5 页 共 5 页上钩码，旁边附有一竖直刻度尺，当挂两个钩码时绳上一定点P 对应的刻度尺示数如图中ab 虚线所示，假设再增加一个钩码定点P对应的刻度尺示数如图中cd 虚线所示， 已知每个钩码的质量均为50g，重力加速度 g 取 9.8 N/kg ，则被测弹簧的劲度系数为N/m.如果再挂两个钩码，则定点P对应的刻度尺的读数为m. No Pain No Gain 没有付出，就没有收获. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 5 页