《2013高考物理一轮复习资料 2.4 实验：探究弹簧伸长量与弹力的关系课件 沪科版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2013高考物理一轮复习资料 2.4 实验：探究弹簧伸长量与弹力的关系课件 沪科版（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、学案4 实验：探究弹簧伸长量与弹力的关系,一、实验目的1.探究弹簧伸长量与弹力的关系。2.掌握利用图像研究两个物理量之间关系的方法。,二、实验原理 1.如图所示，弹簧在下端悬挂钩码时会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等。 2.用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力下的伸长量x，建立坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描出各点(x，F)，然后用平滑的曲线连结起来，根据实验所得的图线，就可探知弹力大小与伸长量之间的关系。,三、实验器材轻质弹簧一根、钩码一盒、刻度尺、重锤线、坐标纸、三角板。,3.在弹簧下端挂上一个钩码，待钩码静止后，记下弹簧下端所对应的刻度
2、l1。,四、实验步骤,1.如图所示，将铁架台放于桌面上(固定好)，将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上，在挨近弹簧处将刻度尺(最小分度为mm)固定于铁架台上，并用重锤线检查刻度尺是否竖直。,2.记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0。,4.用上面的方法，记下弹簧下端挂2个、3个、4个钩码时，弹簧下端所对应的刻度l2、l3、l4，并将所得数据记录在表格中。 5.用xn=lnl0计算出弹簧挂1个、2个、3个钩码时弹簧的伸长量，并根据当地重力加速度值g，计算出所挂钩码的总重量，这个总重量就是弹簧弹力的大小，将所得数据填入表格。 6.在坐标纸上建立坐标系，以弹力为纵坐标，弹簧伸长量为横坐标，描出每一组数据
3、(x,F)所对应的点。 7.根据所描各点的分布与走向，作出一条平滑的曲线(不能画成折线)。 8.以弹簧伸长量为自变量，弹力大小为变量，写出曲线所代表的函数。首先尝试写成一次函数的形式，如果不行，写成二次函数的形式或其他形式。 9.研究并解释函数表达式中常数的物理意义。,五、注意事项 1.安装时，要保持刻度尺竖直并靠近弹簧。 2.实验时，要尽量选择长度较大、匝数较多，但软硬程度(劲度系数)适中的弹簧，以每挂一个钩码(20 g)弹簧伸长量增大12 cm为宜。 3.读取弹簧下端所对应的刻度时，要用三角板，并且视线垂直于刻度尺，力求读数准确，并且要等钩码静止时，再读数。 4.实验中悬挂钩码时注意不要太
4、多，以免弹簧被过分拉伸，超过弹簧的弹性限度。 5.要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据。 6.建坐标系时，要选择合适标度，以使所画曲线占据整个坐标纸。 7.画图线时，不一定要让所有各点都正好在曲线上，但应注意使曲线两侧的点大致相同，偏离太远的点要舍弃。 六、误差分析 本实验的误差主要来自以下两个方面： 1.弹簧的长度测量不精确。 2.描点、画图不精确。,考点1 实验中的注意事项,【例1】在“探究弹簧伸长量与弹力的关系”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
5、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,【解析】本实验中应以需要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究弹力与弹簧伸长的关系，所以选A、B。,AB,在这个实验中，需要测定弹力及其弹簧对应长度，要注意区分长度和形变量，并要多次测量，减小误差。,1,某同学做“探究弹簧伸长量与弹力的关系”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下面的( ),C
6、,【例2】下表是某同学为“探究弹簧伸长量与弹力的关系”所测的几组数据：,考点2 图像法处理实验数据,【解析】 (1)将x轴每一小格取为1 cm，y轴每一小格取为0.25 N，将各点描到坐标纸上，并连成直线，如图所示。 (2)由图像得F=20x。 (3)函数表达式中的常数表示使弹簧伸长(或压缩)1 m所需的拉力为20 N。,(1)在图所示的坐标纸上作出F-x图像；(2)写出图线所代表的函数表达式(x用m作单位)；(3)解释函数表达式中常数的物理意义。,根据给出的数据在图中描点，描点时要保证绝大多数点落在直线上，偏离直线较远的点要舍去。然后依据图像得出函数表达式，并解得其常数含义。,2,某位同学在做“探究弹簧伸长量与弹力的关系”实验时，所得的数据如下表所示。 m0=50 g 自然长度L0=46.3 cm,(1)请在图所示的坐标纸中画出弹力F与伸长量x的关系图 线(实验中所挂钩码，每个50 g， g取10 。/kg)；(2)写出弹力F与弹簧伸长量x的关系 式。,【答案】(1)每个钩码的重量为G0=mg=0.0510 N=0.5 N，由二力平衡原理知，弹簧弹力大小等于所挂钩码的总重量。 先列出弹力与弹簧伸长量间的关系表格，如下表所示。,建立坐标系，描点作图。如上图所示。(2)F=6.17x,
