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1、1实验目的实验目的(1)探究弹力和弹簧伸长的定量关系探究弹力和弹簧伸长的定量关系(2)会利用列表法、图象法、函数法处理实验数据会利用列表法、图象法、函数法处理实验数据2实验实验原理原理(1)如如图图所所示示，弹弹簧簧在在下下端端悬悬挂挂钩钩码码时时会会伸伸长长，平平衡衡时时弹弹簧簧产产生的生的弹弹力与所挂力与所挂钩码钩码的的大小相等大小相等(2)用用刻刻度度尺尺测测出出弹弹簧簧在在不不同同钩钩码码拉拉力力下下的的伸伸长长量量x，建建立立坐坐标标系系，以以纵纵坐坐标标表表示示弹弹力力大大小小F，以以横横坐坐标标表表示示弹弹簧簧的的伸伸长长量量x，在在坐坐标标系系中中描描出出实实验验所所测测得得的
2、的各各组组(x，F)对对应应的的点点，用用 连连接接起起来来，根根据据实实验验所所得得的的图图线线，就就可可探探知知弹弹力大小与伸力大小与伸长长量量间间的关系的关系重力重力平滑的曲线平滑的曲线3实验实验器材器材铁铁架台、架台、钩钩码码若若干干、三三角角板板、 、重垂重垂线线弹簧、刻度尺弹簧、刻度尺坐标纸坐标纸 (即时巩固解析为教师用书独有即时巩固解析为教师用书独有)考点考点实验过实验过程程1实验实验步步骤骤(1)按按图图安安装装实实验验装装置置特特别别注注意意：靠靠近近弹弹簧簧的的毫毫米米刻刻度尺要用重垂度尺要用重垂线检查线检查是否是否竖竖直直(2)记记下下弹弹簧下端不挂簧下端不挂钩码时钩码时
3、所所对应对应的刻度的刻度l0.(3)在在弹弹簧簧下下悬悬挂挂不不同同的的钩钩码码个个数数，换换算算成成重重力力，重重力力的的大大小小就就等等于于弹弹簧簧的的弹弹力力大大小小，将将数数据据依依次次填填入入表表格格，用用F表示表示弹弹力，力，l表示表示弹弹簧的簧的总长总长，x表示伸表示伸长长量量.次数次数项项目目1234567F/Nl/cmx/cm(4)根根据据测测量量数数据据画画出出Fx图图象象(以以F为为纵纵轴轴，以以x为为横横轴轴)，按按照照Fx图图象象中中各各点点的的分分布布与与走走向向，尝尝试试作作出出一一条条平平滑滑的的曲曲线线(包包括括直直线线)尝尝试试写写出出曲曲线线所所代代表表的
4、的函函数数，首首先先尝尝试试Fx是否是否为为一次函数，如果不行一次函数，如果不行则则考考虑虑二次函数或其他函数二次函数或其他函数(5)得得出出结结论论在在实实验验误误差差范范围围内内，应应得得出出弹弹力力的的大大小小与与弹弹簧簧的的伸伸长长量量成成正正比比，即即Fkx，其其中中k的的单单位位由由F和和x的的单单位决定位决定(6)换换用用一一根根弹弹簧簧与与上上面面的的弹弹簧簧对对比比，在在伸伸长长量量相相同同的的情情况况下下，弹弹力力大大的的k越越大大，说说明明“k”反反映映了了弹弹簧簧的的“劲劲度度”，从从而充分而充分认识认识k的物理意的物理意义义2注意事注意事项项(1)所所挂挂钩钩码码不不
5、要要过过重重，以以免免弹弹簧簧被被过过分分拉拉伸伸，超超出出它它的的弹弹性限度要注意性限度要注意观观察，适可而止察，适可而止(2)每每次次所所挂挂钩钩码码的的质质量量差差尽尽量量大大一一些些，从从而而使使坐坐标标上上描的点尽可能稀，描的点尽可能稀，这样这样作出的作出的图线图线更精确更精确(3)测测弹弹簧簧长长度度时时，一一定定要要在在弹弹簧簧竖竖直直悬悬挂挂且且处处于于平平衡衡状状态时测态时测量，以减小量，以减小误误差差(4)描描点点画画线线时时，所所描描的的点点不不一一定定都都落落在在一一条条曲曲线线上上但但应应注意：一定要使各点均匀分布在曲注意：一定要使各点均匀分布在曲线线的两的两侧侧(5
6、)记记录录数数据据时时要要注注意意弹弹力力及及弹弹簧簧伸伸长长量量的的对对应应关关系系及及单单位位3误误差分析差分析(1)钩码标值钩码标值不准确，不准确，弹弹簧簧长长度度测测量不准确量不准确带带来来误误差差(2)画画图时图时描点及描点及连线连线不准确也会不准确也会带带来来误误差差【案例案例1】(2010福建理福建理综综)某某实验实验小小组组研究橡皮筋伸研究橡皮筋伸长长与所受拉力的关系与所受拉力的关系实验时实验时，将原，将原长约长约200 mm的橡皮筋的橡皮筋上端固定，在上端固定，在竖竖直直悬悬挂的橡皮筋下端逐一增挂挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码钩码(质质量均量均为为20 g)，每增挂一只，每增挂一
7、只钩码钩码均均记记下下对应对应的橡皮筋伸的橡皮筋伸长长量；当挂上量；当挂上10只只钩码钩码后，再逐一把后，再逐一把钩码钩码取下，每取下一只取下，每取下一只钩码钩码，也均，也均记记下下对应对应的橡皮筋伸的橡皮筋伸长长量根据量根据测测量数据，作出增挂量数据，作出增挂钩码钩码和减和减挂挂钩码时钩码时的橡皮筋伸的橡皮筋伸长长量量l与拉力与拉力F关系的关系的图图象如象如图图所示所示从从图图象中可以得出象中可以得出_(填填选项选项前的字母前的字母)A增增挂挂钩钩时时l与与F成成正正比比，而而减减挂挂钩钩码码时时l与与F不不成成正正比比B当当所所挂挂钩钩码码数数相相同同时时，增增挂挂钩钩码码时时橡橡皮皮筋筋
8、的的伸伸长长量量比减挂比减挂钩码时钩码时的大的大C当当所所挂挂钩钩码码数数相相同同时时，增增挂挂钩钩码码时时橡橡皮皮筋筋的的伸伸长长量量与减挂与减挂钩码时钩码时的相等的相等D增增挂挂钩钩码码时时所所挂挂钩钩码码数数过过多多，导导致致橡橡皮皮筋筋超超出出弹弹性性限度限度【解解析析】本本题题意意在在考考查查学学生生的的识识图图、用用图图能能力力图图中中两两条条线线都都不不是是直直线线，故故l与与F不不成成正正比比，A项项错错；比比较较两两条条曲曲线线可可知知，在在拉拉力力相相等等时时，减减挂挂钩钩码码时时橡橡皮皮筋筋的的伸伸长长量量大大于于增增挂钩码时的伸长量，挂钩码时的伸长量，B、C项错，故项错
9、，故D项正确。项正确。【答案答案】D【案案例例2】某某同同学学用用如如图图示示装装置置做做探探究究弹弹力力和和弹弹簧簧伸伸长长关系的关系的实验实验他他先先测测出出不不挂挂钩钩码码时时弹弹簧簧下下端端指指针针所所指指的的标标尺尺刻刻度度，然然后后在在弹弹簧簧下下端端挂挂钩钩码码，并并逐逐个个增增加加钩钩码码，测测出出指指针针所所指指的的标标尺刻度，所得数据列表如下：尺刻度，所得数据列表如下：(重力加速度取重力加速度取g9.8 m/s2)(1)根据所根据所测测数据，在下数据，在下图图所示的坐所示的坐标纸标纸上作出上作出弹弹簧指簧指针针所指的所指的标标尺刻度尺刻度x与与钩码质钩码质量量m的关系曲的关
10、系曲线线钩码质钩码质量量m/102 g01.002.003.004.005.006.007.00标标尺刻度尺刻度x/102 m15.00 18.94 22.82 26.78 30.66 34.60 42.00 54.50(2)根据所根据所测测得的数据和关系曲得的数据和关系曲线线可以判断，在可以判断，在_N范范围围内内弹弹力大小与力大小与弹弹簧伸簧伸长长关系关系满满足胡克定律，足胡克定律，这这种种规规格的格的弹弹簧的簧的劲劲度系数度系数为为_N/m.【解解析析】本本题题主主要要考考查查用用图图象象法法处处理理数数据据的的方方法法，以以及根据实验结果及根据实验结果(图象图象)判断分析实验结论的能力
11、判断分析实验结论的能力(1)根根据据题题目目中中所所测测量量的的数数据据进进行行描描点点，然然后后用用平平滑滑的的曲曲线线(或或直直线线)连连接接各各点点，在在连连接接时时应应让让尽尽量量多多的的点点落落在在线线上上(偏偏差差比比较较大大的的点点舍舍去去)不不在在线线上上的的点点尽尽量量平平均均分分布布在在线线的的两侧，如图所示两侧，如图所示(2)根据所画根据所画图图象可以看出，当象可以看出，当m5.00102 g0.5 kg时时，标标尺刻度尺刻度x与与钩码质钩码质量量m成一次函数关系，所以在成一次函数关系，所以在F4.9 N范范围围内内弹弹力大小与力大小与弹弹簧伸簧伸长长关系关系满满足胡克定律由胡克定律足胡克定律由胡克定律Fkx可知，可知，图线图线斜率的大小在数斜率的大小在数值值上等于上等于弹弹簧的簧的劲劲度系数度系数k，即，即【答案答案】(1)如图所示如图所示(2)04.9 N25.0同学们来学校和回家的路上要注意安来学校和回家的路上要注意安全全同学们来学校和回家的路上要注意安来学校和回家的路上要注意安全全
