探究弹力和弹簧伸长的关系

实验:探究弹力和弹簧伸长的关系

12021/4/2122021/4/21

【实验过程】一、实验步骤1.测l0。按图安装实验装置,记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0。

32021/4/212.测总长和弹力。在弹簧下端悬挂一个钩码,平衡时记下弹簧的总长度并记下钩码的重力。3.重复。增加钩码的个数,重复上述实验过程,将数据填入表格,以F表示弹力,l表示弹簧的总长度,x=l-l0表示弹簧的伸长量。42021/4/211234567F/N0l/cmx/cm052021/4/21二、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,描点按照各点的分布和走向,尝试作一条平滑的曲线(包括直线),得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线,如图所示。62021/4/212.以弹簧伸长量为自变量,写出弹力和弹簧伸长量之间的函数关系,函数表达式中常数即为弹簧的劲度系数,这个常数也可根据F-x图线的斜率求解,k=72021/4/21【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。为了减小误差,要尽量多测几组数据。2.弹簧竖直悬挂时,弹簧自身的重力会带来系统误差。为了减小误差,实验中应使用轻质弹簧。82021/4/21【注意事项】1.所挂钩码不要过重,以免超出弹簧的弹性限度。2.测弹簧长度时,一定要把弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量。3.记录数据时要注意弹力和弹簧伸长量的对应关系及单位。92021/4/214.描点画线时一定让尽量多的点落在曲线上,不在曲线上的点均匀分布在曲线的两侧。5.尽量选用轻质弹簧以减小弹簧自身重力带来的影响。102021/4/21类型一实验原理及实验操作【典例1】(2018·济南高一检测)某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。 世纪金榜导学号28974064(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(选填“水平”或“竖直”)。

112021/4/21(2)弹簧自然悬挂,待弹簧_______时,长度记为L0;弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx;在砝码盘中每次增加10g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6。数据如表:

代表符号L0LxL1L2L3L4L5L6数值(cm)25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30122021/4/21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_______。

(3)如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(选填“L0”或“Lx”)。

132021/4/21142021/4/21(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。(结果保留两位有效数字,重力加速度取9.8m/s2)

152021/4/21【正确解答】(1)为保证弹簧的形变只由砝码和砝码盘的重力引起,所以弹簧轴线和刻度尺均应在竖直方向。(2)弹簧静止时,记录原长L0;表中的数据L3与其他数据有效数字位数不同,所以数据L3不规范,标准数据应读至厘米位的后两位,最后一位应为估计值,精确至mm位,所以刻度尺的最小分度为1mm。162021/4/21(3)由题图知所挂砝码质量为0时,x为0,所以x=L-Lx。172021/4/21(4)由胡克定律F=kΔx知,mg=k(L-Lx),即mg=kx,所以图线斜率即为则弹簧的劲度系数k==4.9N/m。同理砝码盘质量

=0.01kg=10g。182021/4/21答案:(1)竖直(2)静止L3

1mm

(3)Lx(4)4.9

10192021/4/21类型二实验数据处理【典例2】在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,某同学把两根弹簧如图甲连接起来进行探究。 世纪金榜导学号28974065202021/4/21212021/4/21(1)某次测量如图乙所示,指针示数为_______cm。

(2)在弹性限度内,将50g的钩码逐个挂在弹簧下端,得到指针A、B的示数LA和LB如表。用表中数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为_______N/m(重力加速度g取10m/s2)。由表中数据_______(选填“能”或“不能”)计算出弹簧Ⅱ的劲度系数。

222021/4/21钩码数1234LA/cm15.7119.7123.6627.76LB/cm29.9635.7641.5147.36232021/4/21【正确解答】(1)刻度尺读数需要估读到精确位的下一位,由图可知指针示数为16.00cm,考虑到误差范围,15.95～16.05cm均算对。242021/4/21(2)由胡克定律F=kΔx,结合表格数据可知弹簧Ⅰ的劲度系数k1==12.5N/m,考虑误差范围情况下12.2～12.8N/m均算正确;对于计算弹簧Ⅱ的劲度系数,只需要测出弹簧Ⅱ的形变量,结合两个指针的读数,可知指针B的变化量减去指针A的变化量,就是弹簧Ⅱ的形变量,所以能求出弹簧Ⅱ的劲度系数。252021/4/21答案:(1)16.00(15.95～16.05)(有效数字位数正确)(2)12.5(12.2～12.8)能262021/4/219、人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、低头要有勇气，抬头要有低气。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:39:55PM11、人总是珍惜为得到。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、人乱于心，不宽余请。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、生气是拿别人做错的事来惩罚自己。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、抱最大的希望，作最大的努力。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、一个人炫耀什么，说明他内心缺少什么。。二月23