实验2探究弹力和弹簧伸长的关系.ppt

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1、实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系,一、实验目的1探究弹力和弹簧伸长量之间的关系2学会利用图象法处理实验数据,二、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的重力大小相等2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、实验步骤1如图所示，将铁架台放在桌面上(固定好)，将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上，在靠近弹簧处将刻度尺(最小分度为1 mm)固定于铁架台上，并用重垂线检查刻度尺是否竖直，用刻

2、度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0，即原长,2如图所示，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测出钩码的重力，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，用描点法作图按照图中各点的分布与走向，尝试作出一条平滑的曲线(包括直线)，所画的点不一定正好都在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致均匀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，如果不行则考虑二次函数6得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义,五、注意事项1所挂钩码不要过重，以

3、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适当大一些，从而使坐标系上描的点适当稀一些，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挂且处于平衡状态时测量，以免增大误差4描点画线时，所描的点不一定都落在一条曲线上，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,六、误差分析1本实验误差的主要来源为读数和作图时的偶然误差2弹簧竖直悬挂时，未考虑弹簧自身重力的影响3为了减小误差，要尽量多测几组数据,七、实验改进在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，也可以不测量弹簧的自然长度，而以弹簧的总长作为自变量，弹力为函数，

4、作出弹力随弹簧长度的关系图线这样可避免因测弹簧的自然伸长而带来的误差.,(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,实验中应注意的问题,AB,(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LL0作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重

5、力的影响，最后画出的图线可能是下图中的(),C,【解析】本题主要考查使用弹簧时应注意的问题，还有用图象法来描述弹簧的弹力与其伸长量间的关系(1)本实验中应以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，以改变对弹簧的拉力，来探索弹力与弹簧伸长的关系，所以选A、B.(2)考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量x0，所以选C.【答案】(1)AB(2)C,(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

6、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：,实验数据的处理,竖直,稳定,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_,L3,1 mm,(3)下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_的差值(填“L0”或“Lx”),Lx,(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2位有效数字，重力加速度取9.8 m/s2),4.9,10,【解析】(1)弹簧受砝码盘和砝码竖直方向的拉力，所以用刻度尺测量弹簧的长度及长度的变化时，为减小误差，弹簧轴线和刻度尺都应在竖直方向(

7、2)只有当弹簧稳定时，刻度尺读数才准确题中数据L3只保留了小数点后一位，应与其他数据保持一致，保留两位，所以L3记录不规范数据小数点后的第一位为精确值，第二位为估读值，所以刻度尺的精度为0.1 cm1 mm，即最小分度为1 mm.,某学习小组通过实验知道：在弹性限度内，弹簧的弹力F的大小与弹簧的伸长(或缩短)量x成正比，公式表示为Fkx；并且不同的弹簧，其劲度系数k也不同现在该学习小组将两根已知劲度系数分别为k1、k2的弹簧A和B串接成一根新弹簧，并想通过实验确定新弹簧的劲度系数k3与k1、k2的关系,实验创新设计,乙同学的猜想是对的,要将弹簧悬挂起来，需要实验器材铁架台；要测量弹簧的长度，从

8、而得到弹簧的形变量，需要用刻度尺,1在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，有如下一些步骤 A在弹簧下端挂上一个钩码，观察指针所指位置，测出弹簧的伸长量x1B将弹簧固定悬挂在金属横杆上，将刻度尺竖直固定在弹簧旁，观察弹簧指针所指位置，并记下该位置C在坐标纸上建立平面直角坐标系，以F为纵坐标、x为横坐标，根据实验数据，选定两坐标轴适当的标度D将各组实验数据在平面坐标上进行描点，观察点的分布与走势，用平滑曲线作出反映F和x对应规律的图象E将铁架台放在水平实验桌上，将金属横杆水平固定在铁架台上F给弹簧下端挂上两个钩码、三个钩码，分别观察指针所指的位置，测出对应的伸长量x2、x3G根据图象和数据做出结

9、论并整理仪器实验中合理实验步骤排序为()AEBAFCDGBEBAFDCGCEBFCADG DEAFBCDG,A,2(2014厦门模拟)如图甲所示，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象(如图乙)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,BCD,3(2014安徽合肥名校联考)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h0.25 m、且

10、开口向右的小筒中(没有外力作用时弹簧的下部分位于筒内)，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Fl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：_.,在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比,100,0.15,避免弹簧自身所受重力对实验的影响,弹簧与筒及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差,4(2014山东潍坊模拟)某实验小组做“探究弹力和弹簧伸长

11、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L04.6 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)根据表中数据作出Fx图线,(3)图线与x轴的交点坐标大于L0的原因是_.,(2)由此图线可得，该弹簧劲度系数k_N/m；,50,弹簧自身重力的影响,5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k，做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小分度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L0，弹簧下端挂一个50 g的钩码时

12、，指针指示的刻度数值记作L1；弹簧下端挂两个50 g的钩码时，指针表示的刻度数值记作L2；挂七个50 g的钩码时，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_.,L5,L6,(2)实验中，L3和L7两个值还没有测定，请你根据右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：d1L4L06.90 cm，d2L5L16.90 cm，d3L6L27.00 cm.请你给出第四个差值：d4_cm.,6.85,14.05,L7L3,7.20,(4)根据以上差值，可以求出每增加50 g钩码的弹簧平均伸长量L.L用d1、d2、d3、d4表示的式子为：L_，代入数据解得L_ cm.,(5)计算弹簧的劲度系数k_N/m(g取9.8 m/s2),1.75,28,