弹力试验探究弹力和形变量的关系

1、课型：高一班姓名：日期： 2014-12-162014-12-16 编号：NO.NO.主编: :宋磊修订：审核:【实验目的】1探究弹力和弹簧伸长之间的关系。2学会利用图象法处理实验数据。【学习考点】 学习重难点：1.1.实验中注意事项、误差分析。2.2.实验数据的处理。咼考考纲考点：实验中借助图像处理实验数据的方法。注意事项、误差分析。一、实验原理1下图所示，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。二、实验器材铁架台、弹

2、簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角板、坐标纸、重垂线、铅笔。三、实验步骤1下图所示，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，让其 自然下垂，在靠近弹簧处将刻度尺（分度值为1mm固定于铁架台上，并用重垂线检查刻度尺 是否竖直。2用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度I。，即原长。3如上图所示，在弹簧下端挂质量为m的钩码，量出此时弹簧的长度丨1,记录m和丨1,填入自己设计的表格中。四、数据处理1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。2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

3、一次函数，如果不行则考 虑二次函数。3得出弹力和弹簧伸长之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义。物理必修1 -3 . 2?弹力（3）弹力与形变量的关系五、误差分析1本实验的误差来源之一是因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，可以提高实验的精确度。2弹簧长度的测量是本实验的主要误差来源，所以，测量时尽量精确地测量弹簧的长度。3在Fx图象上描点、作图不准确。六、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弹性限度

4、。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，尽量使各点落在描画出的线上，少数点分布于线两侧，描出的线不应是 折线，而应是光滑的曲线。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， 作出弹力与弹簧长度的关系图线。 这样可以避免因测弹簧的自 然伸长而带来的误差。命题研究一、实验原理及误差分析【题例1】（2012山东临沂模拟）下图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的

5、钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。乙(1)为完成实验，还需要的实验器材是： _。(2)实验中需要测量的物理量有： _ 。(3)图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的Fx图线，由此可求出弹簧的劲度系数为_N/m。图线不过原点的原因是由于 _(4)_为完成该实验，设计的实验步骤如下：A以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(x,F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来；B.记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度10；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把刻度尺；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

6、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；F.解释函数表达式中常数的物理意义；G.整理仪器。请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来： _ 。命题研究二、实验数据处理【题例2】(2011安徽理综)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 上标出。(g=9.8m/s2)(1)作出ml的关系图线；(2)弹簧的劲度系数为 _N/m。基础题1.（2012辽宁本溪一中、庄河高中期末）一个实验小组在“探究弹力和弹

7、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。下图所示，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2.（2012广东深圳调研）某同学利用下图甲装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。（1）在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持 _ 状态。（2）他通过实验得到下图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长xo=_cm，劲度系数k=_N/m。（3）他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧测力计，当弹簧测力计上的示数下图丙所示时，该弹簧的长度x=_cm。3在“探究弹