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1、实验二实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系探究弹力和弹簧伸长的关系【考纲知识梳理考纲知识梳理】一、一、实验目的：探索弹力与弹簧伸长的定量关系，并学习其中的科学方法。二、实验原理：弹簧受到拉力会伸长，平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等。这样弹力的大小可以通过测定外力而得出（可以用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力） ；弹簧的伸长可用直尺测出。多测几组数据，用列表或作图的方法探索出弹力和弹簧伸长的定量关系。三、实验器材：轻弹簧、钩码（一盒） 、刻度尺、铁架台、三角板、重垂线、坐标纸。【要点名师精解要点名师精解】一、一、实验步骤1将铁架台放于桌面上，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固定于
2、铁架台上，并用重垂线检查刻度尺是否垂直。2记下弹簧的原长（自然长度）l03在弹簧下端挂上钩码，待钩码静止后，记下弹簧的的现长 l 及弹力 F，算出伸长量 x=l-l0，并改变钩码个数，多次测量。数据记录表如下：数据记录：（弹簧原长 l0= cm）1234567F/Nl/cmx/cm4根据测量数据画出 F-x 图像。 （以 F 为纵轴，以 x 为横轴）5探索结论：按照 F-x 图中各点的分布与走向，尝试做出一条平滑的曲线（包括直线） 。所画的点不一定正好在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同。尝试写出曲线所代表的函数，首先尝试 F-x 是否为一次函数，如果不行则考虑二次函数在实验误差范围
3、内，应得出弹力的大小与弹簧的伸长量成正比，即F=kx，其中 k 的单位由 F 和 x 的单位决定。【例 1】几个同学合作如图甲所示装置探究“弹力和弹簧伸长的关系” ，弹簧的上端与标尺的零刻度对齐，他先读出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，依次读出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：（弹簧始终未超过弹性限度，重力加速度g=9.8m/s2）钩码质量钩码质量m m/g/g0 0303060609090120120150150标尺刻度标尺刻度x/x/1010-2-2m m6.006.007.157.158.348.349.489.4810.6410.641
4、1.7911.79根据所测数据，在图乙所示的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x与钩码质量m的关系曲线。作出的图线与轴交点的纵坐标值的物理意义是 ；这种规格弹簧的劲度系数k= N/m（保留三位有效数字） 。二、二、注意事项1强调实验的探索性，即实验前并不知道弹力和弹簧的伸长有什么关系。2实验中悬挂钩码时注意不要太多，以免弹簧被过分拉伸，超过弹簧的弹性限度。3要使用轻质弹簧，为了减小误差，要尽量多测几组数据。4根据 F-x 图线，尝试做出一条平滑曲线时要注意：如果有一两个点远偏离绝大多数点所决定的曲线，就要考虑将这些点删除掉。【例 2】 下表是某同学为探索弹簧的弹力和伸长的关系所测的几组数据。弹
5、力 F/N0.51.01.52.02.5伸长 x/cm2.305.086.899.8012.40（1）请你在图中的坐标纸上作出 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）若弹簧的原长为 40cm，并且以弹簧的总长为自变量，请你写出它的函数式。1 1、一个实验小组在“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图所示。下列表述正确的是 Aa 的原长比 b 的长 Ba 的劲度系数比 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2.某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹
6、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，然后将最小刻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 50g 的砝码时，指针指示的刻度数值记作 L1;弹簧下端挂两个 50g 的砝码时，指针指示的刻度数值记作 L2;挂七个 50g 的砝码时，指针指示的刻度数值记作 L2。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：代表符号L0L1L2L3L4L5L6L7刻度数值/cm170340510860103121实验中，L3和 L2两个值还没有
7、测定，请你根据上图将这两个测量值填入记录表中。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：112313326.90cm,6.90cm,7.00cmndLLdLLdLL。请你给出第四个差值：dA= cm。根据以上差值，可以求出每增加 50g 砝码的弹簧平均伸长量L。L用 d1、d2、d3、d4表示的式子为：L ，代入数据解得L cm。计算弹簧的劲度系数 k N/m。 （g 取 98m/s2）1、.某同学做“探索弹力和弹簧伸长的关系”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，挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度L，把
8、 L-L0作为弹簧的伸长 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图中的（ ）2、以下是某同学所进行的“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验步骤:将一个弹簧的上端固定在铁架台上,竖直悬挂起来,在弹簧下挂一个钩码,记下钩码的质量m1,此时弹簧平衡时,弹力大小为 F1=m1g,并用刻度尺测量出此时弹簧的长度 L1,并记录到表格中.再增加钩码,重复上述的操作,逐渐增加钩码的重力,得到多组数据.以力 F 为纵坐标,以弹簧的长度 Lx为横坐标,根据所测的数据在坐标纸上描点.按坐标纸上所描各点的分布与走向,作出一条平滑的曲线（包括直线）.根据图线的特点,分析弹簧的弹力 F 与弹簧长度 Lx的关系,并得出实验结论.以上步骤有 3 处不合理,请将不合理的地方找出来并进行修正.
