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1、实验2实验二探究弹力与弹簧伸长的关系注意事注意事项项1安装安装实验实验装置：要保持刻度尺装置：要保持刻度尺竖竖直并靠近直并靠近弹弹簧。簧。2不不要要超超过过弹弹性性限限度度：实实验验中中弹弹簧簧下下端端挂挂的的钩钩码码不不要要太太多多，以免超以免超过弹过弹簧的簧的弹弹性限度。性限度。3尽尽量量多多测测几几组组数数据据：要要使使用用轻轻质质弹弹簧簧，且且要要尽尽量量多多测测几几组组数据。数据。4观观察所描点的走向：不要画折察所描点的走向：不要画折线线。5统统一一单单位位：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及系及单单位。位。误误差分析差分析1钩码标值
2、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。例例1如如图图1甲甲所所示示，用用铁铁架架台台、弹弹簧簧和和多多个个已已知知质质量量且且质质量量相相等等的的钩钩码码探探究究在在弹弹性性限限度度内内弹弹簧簧弹弹力力与与弹弹簧簧伸伸长长量量的的关关系。系。热热点一点一实验实验原理与原理与实验实验操作操作(1)为为完成完成实验实验，还还需要的需要的实验实验器材有：器材有：_。(2)实验实验中需要中需要测测量的物理量有：量的物理量有：_。(3)图图乙乙是是弹弹簧簧弹弹力力F与与弹弹簧簧伸伸长长量量
3、x的的Fx图图线线，由由此此可可求求出出弹弹簧簧的的劲劲度度系系数数为为_N/m。图图线线不不过过原原点点的的原原因因是是由由于于_。(4)为为完成完成该实验该实验，设计设计的的实验实验步步骤骤如下：如下：A以以弹弹簧簧伸伸长长量量为为横横坐坐标标，以以弹弹力力为为纵纵坐坐标标，描描出出各各组组(x，F)对应对应的点，并用平滑的曲的点，并用平滑的曲线连线连接起来；接起来；B记记下下弹弹簧不挂簧不挂钩码时钩码时其下端在刻度尺上的刻度其下端在刻度尺上的刻度l0；C将将铁铁架架台台固固定定于于桌桌子子上上，并并将将弹弹簧簧的的一一端端系系于于横横梁梁上上，在在弹弹簧附近簧附近竖竖直固定一把刻度尺；直
4、固定一把刻度尺；D依依次次在在弹弹簧簧下下端端挂挂上上1个个、2个个、3个个、4个个钩钩码码，并并分分别别记记下下钩钩码码静静止止时时弹弹簧簧下下端端所所对对应应的的刻刻度度，并并记记录录在在表表格格内内，然然后取下后取下钩码钩码；E以以弹弹簧簧伸伸长长量量为为自自变变量量，写写出出弹弹力力与与弹弹簧簧伸伸长长量量的的关关系系式式。首先首先尝试尝试写成一次函数，如果不行，写成一次函数，如果不行，则则考考虑虑二次函数；二次函数；F解解释释函数表达式中常数的物理意函数表达式中常数的物理意义义；G整理整理仪仪器。器。请请将以上步将以上步骤骤按操作的先后按操作的先后顺顺序排列出来：序排列出来：_。解解
5、析析(1)根根据据实实验验原原理理可可知知还还需需要要刻刻度度尺尺来来测测量量弹弹簧簧原原长长和和形形变变量量；(2)根根据据实实验验原原理理，实实验验中中需需要要测测量量的的物物理理量量有有弹弹簧簧的的原原长长、弹弹簧簧挂挂不不同同个个数数的的钩钩码码时时所所对对应应的的伸伸长长量量(或或对对应应的的弹弹簧簧长长度度)；(3)取取图图像像中中(0.5,0)和和(3.5,6)两两个个点点，代代入入Fkx可可得得k200 N/m，由由于于弹弹簧簧自自重重的的原原因因，使使得得弹弹簧簧不不加加外外力力时时就就有有形形变变量。量。(4)根据完成根据完成实验实验的合理性可知先后的合理性可知先后顺顺序序
6、为为CBDAEFG。答答案案(1)刻刻度度尺尺(2)弹弹簧簧原原长长、弹弹簧簧挂挂不不同同个个数数的的钩钩码码时时所所对对应应的的伸伸长长量量(或或对对应应的的弹弹簧簧长长度度)(3)200弹弹簧簧自自身身存存在在重重力力(4)CBDAEFG(1)实验实验中不能挂中不能挂过过多的多的钩码钩码，使，使弹弹簧超簧超过弹过弹性限度。性限度。(2)作作图图像像时时，不不要要连连成成“折折线线”，而而应应尽尽量量让让坐坐标标点点落落在在直直线线上或均匀分布在两上或均匀分布在两侧侧。变变式式训练训练1(1)在在“ “探探究究弹弹力力与与弹弹簧簧伸伸长长量量的的关关系系” ”的的实实验验中中，以以下下说说法
7、法正确的是正确的是()A弹弹簧被拉伸簧被拉伸时时，不能超出它的，不能超出它的弹弹性限度性限度B用用悬悬挂挂钩钩码码的的方方法法给给弹弹簧簧施施加加拉拉力力，应应保保证证弹弹簧簧位位于于竖竖直位置且直位置且处处于平衡状于平衡状态态C用直尺用直尺测测得得弹弹簧的簧的长长度即度即为弹为弹簧的伸簧的伸长长量量D用用几几个个不不同同的的弹弹簧簧，分分别别测测出出几几组组拉拉力力与与伸伸长长量量，得得出拉力与伸出拉力与伸长长量之比相等量之比相等(2)某某同同学学做做“ “探探究究弹弹力力和和弹弹簧簧伸伸长长量量的的关关系系” ”的的实实验验，他他先先把把弹弹簧簧平平放放在在桌桌面面上上使使其其自自然然伸伸
8、长长，用用直直尺尺测测出出弹弹簧簧的的原原长长L0，再再把把弹弹簧簧竖竖直直悬悬挂挂起起来来，挂挂上上钩钩码码后后测测出出弹弹簧簧伸伸长长后后的的长长度度L，把把LL0作作为为弹弹簧簧的的伸伸长长量量x，这这样样操操作作，由由于于弹弹簧簧自自身身重重力力的的影响，最后画出的影响，最后画出的图线图线可能是下列可能是下列选项选项中的中的()解解析析(1)实实验验中中应应以以所所研研究究的的一一根根弹弹簧簧为为实实验验对对象象，在在弹弹性性限限度度内内通通过过增增减减钩钩码码的的数数目目来来改改变变对对弹弹簧簧的的拉拉力力，以以探探究究弹弹力力和和弹弹簧伸簧伸长长量的关系，并且拉力和重力平衡，所以量
9、的关系，并且拉力和重力平衡，所以选选A、B。(2)由由于于考考虑虑到到弹弹簧簧自自身身重重力力的的影影响响，当当不不挂挂钩钩码码时时，弹弹簧簧的的伸伸长长量量x0所以所以选选C。答案答案(1)AB(2)C例例2(2014新新课课标标全全国国卷卷，23)某某实实验验小小组组探探究究弹弹簧簧的的劲劲度度系系数数k与与其其长长度度(圈圈数数)的的关关系系。实实验验装装置置如如图图2所所示示：一一均均匀匀长长弹弹簧簧竖竖直直悬悬挂挂，7个个指指针针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分分别别固固定定在在弹弹簧簧上上距距悬悬点点0、10、20、30、40、50、60圈圈处处；通通过过旁旁边边竖竖直直
10、放放置置的的刻刻度度尺尺，可可以以读读出出指指针针的的位位置置，P0指指向向0刻刻度度。设设弹弹簧簧下下端端未未挂挂重重物物时时，各各指指针针的的位位置置记记为为x0; 挂挂有有质质量量为为0.100 kg的的砝砝码码时时，各各指指针针的的位位置置记记为为x。测测量量结结果果及及部部分分计计算算结结果果如如下下表表所所示示(n为为弹弹簧簧的的圈圈数数，取取重重力力加加速速度度为为9.80 m/s2)。已已知知实实验验所所用用弹弹簧簧总总圈圈数数为为60，整整个个弹弹簧的自由簧的自由长长度度为为11.88 cm。热热点二数据点二数据处处理及理及误误差分析差分析(3)图图3中中画画出出的的直直线线
11、可可近近似似认认为为通通过过原原点点。若若从从实实验验中中所所用用的的弹弹簧簧截截取取圈圈数数为为n的的一一段段弹弹簧簧，该该弹弹簧簧的的劲劲度度系系数数k与与其其圈圈数数n的的关关系系的的表表达达式式为为k_N/m；该该弹弹簧簧的的劲劲度度系系数数k与与其其自由自由长长度度l0(单单位位为为m)的关系的表达式的关系的表达式为为k_N/m。变变式式训练训练22015福福建建理理综综，19(1)某某同同学学做做“探探究究弹弹力力和和弹弹簧簧伸伸长长量量的关系的关系”的的实验实验。图图4甲甲是是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，其其示示数数为为7.73 cm
12、；图图乙乙是是在在弹弹簧簧下下端端悬悬挂挂钩钩码码后后指指针针所所指指的的标标尺刻度，此尺刻度，此时弹时弹簧的伸簧的伸长长量量l为为_cm；本本实实验验通通过过在在弹弹簧簧下下端端悬悬挂挂钩钩码码的的方方法法来来改改变变弹弹簧簧的的弹弹力力，关关于于此此操操作作，下下列列选选项项中中规规范范的的做做法法是是_；(填填选选项项前前的字母的字母)A逐逐一一增增挂挂钩钩码码，记记下下每每增增加加一一只只钩钩码码后后指指针针所所指指的的标标尺尺刻刻度和度和对应对应的的钩码总钩码总重重B随随意意增增减减钩钩码码，记记下下增增减减钩钩码码后后指指针针所所指指的的标标尺尺刻刻度度和和对对应应的的钩码总钩码总
13、重重图图丙丙是是该该同同学学描描绘绘的的弹弹簧簧的的伸伸长长量量l与与弹弹力力F的的关关系系图图线线，图图线线的的AB段段明明显显偏偏离离直直线线OA，造造成成这这种种现现象象的的主主要要原原因因是是_。解解析析由由题题图图乙乙知知，读读数数为为14.66 cm，所所以以弹弹簧簧伸伸长长量量l(14.667.73)cm6.93 cm。若若随随意意增增减减砝砝码码，作作图图不不方方便便，有有可可能能会会超超出出弹弹簧簧的的弹弹性性限限度度，所所以以应应逐逐一一增增挂挂钩钩码码，选选项项A正正确确。由由题题图图丙丙知知AB段段弹弹簧簧伸伸长长量量与与弹弹力力不不成成线线性性关关系系，是因是因为钩码
14、为钩码重力超重力超过弹过弹簧的簧的弹弹性限度。性限度。答案答案6.93A钩码钩码重力超重力超过弹过弹簧的簧的弹弹性限度性限度以以本本实实验验为为背背景景，通通过过改改变变实实验验条条件件、实实验验仪仪器器设设置置题题目目，不脱离教材而又不拘泥教材，体不脱离教材而又不拘泥教材，体现现开放性、探究性等特点。开放性、探究性等特点。1将将弹弹簧簧水水平平放放置置或或穿穿过过一一根根水水平平光光滑滑的的直直杆杆，在在水水平平方方向向做做实验实验，消除了，消除了弹弹簧自重的影响。簧自重的影响。2弹弹簧的簧的弹弹力直接由力力直接由力传传感器感器测测得。得。热热点三点三实验实验的改的改进进与与创创新新例例3用
15、用如如图图5甲甲所所示示的的实实验验装装置置研研究究弹弹簧簧的的弹弹力力与与形形变变量量之之间间的的关关系系。轻轻弹弹簧簧上上端端固固定定一一个个力力传传感感器器，然然后后固固定定在在铁铁架架台台上上，当当用用手手向向下下拉拉伸伸弹弹簧簧时时，弹弹簧簧的的弹弹力力可可从从传传感感器器读读出出。用用刻刻度度尺尺可可以以测测量量弹弹簧簧原原长长和和伸伸长长后后的的长长度度，从从而而确定伸确定伸长长量。量。测测量数据如表格所示：量数据如表格所示：伸伸长长量量x/102 m2.004.006.008.0010.00弹弹力力F/N1.502.934.555.987.50(1)以以x为为横横坐坐标标，F为
16、为纵纵坐坐标标，在在图图乙乙的的坐坐标标纸纸上上描描绘绘出出能能够够正确反正确反应弹应弹力与伸力与伸长长量关系的量关系的图线图线。(2)由由图图线线求求得得该该弹弹簧簧的的劲劲度度系系数数为为_(保保留留两两位位有有效效数数字字)。解解析析横横轴轴表表示示伸伸长长量量x，纵纵轴轴表表示示弹弹力力F，按按照照表表格格数数据据，描描点画点画图图，得到一条直，得到一条直线线，图图像斜率代表像斜率代表弹弹簧簧劲劲度系数。度系数。答案答案(1)如如图图(2)75 N/m变变式式训练训练3(2016陕陕西西延延安安质质检检)用用如如图图6所所示示的的装装置置测测定定弹弹簧簧的的劲劲度度系系数数，被被测测弹弹簧簧一一端端固固定定于于A点点，另另一一端端B用用细细绳绳绕绕过过定定滑滑轮轮挂挂钩钩码码，旁旁边边竖竖直直固固定定一一最最小小刻刻度度为为mm的的刻刻度度尺尺，当当挂挂两两个个钩钩码码时时，绳绳上上一一定定点点P对对应应刻刻度度如如图图乙乙中中ab虚虚线线所所示示，再再增增加加一一个个钩钩码码后后，P点点对对应应刻刻度度如如图图乙乙中中cd虚虚线线所所示示，已已知知每每个个钩钩码码质质量量为为50 g，重重力力加加速速度度g9.8 m/s2，则则被被测测弹弹簧簧的的劲劲度度系系数数为为_ N/m。挂挂三三个个钩钩码码时时弹弹簧簧的的形形变变量量为为_cm。
