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《實驗：探究彈簧伸長量和彈力的關(guān)系》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、專業(yè)技術(shù)資料分享實驗：探究彈簧伸長量與彈力的關(guān)系一、實驗?zāi)康?．探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系。2．學(xué)會利用列表法、圖象法、函數(shù)法處理實驗數(shù)據(jù)。3．驗證胡克定律。二、實驗原理1．如圖1所示，在彈簧下端懸掛鉤碼時彈簧會伸長，平衡時彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等。圖12．彈簧的長度可用刻度尺直接測出，伸長量可以由拉長后的長度減去彈簧原來的長度進行計算。這樣就可以研究彈簧的彈力和彈簧伸長量之間的定量關(guān)系了。3．求彈簧的勁度系數(shù)：彈簧的彈力F與其伸長量x成正比，比例系數(shù)k＝，即為彈簧的勁度系數(shù)；另外，在F－x圖象中，直線的斜率也等于彈簧的
2、勁度系數(shù)。三、實驗器材鐵架臺、彈簧、毫米刻度尺、鉤碼若干、坐標(biāo)紙。四、實驗步驟1．按圖2安裝實驗裝置，記下彈簧下端不掛鉤碼時所對應(yīng)的刻度l0。圖22．在彈簧下端懸掛一個鉤碼，平衡時記下彈簧的總長度并記下鉤碼的重力。3．增加鉤碼的個數(shù)，重復(fù)上述實驗過程，將數(shù)據(jù)填入表格，以F表示彈力，l表示彈簧的總長度，x＝l－l0表示彈簧的伸長量。1234567WORD資料下載可編輯專業(yè)技術(shù)資料分享F/N0l/cmx/cm0五、數(shù)據(jù)處理1．以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標(biāo)，以彈簧的伸長量x為橫坐標(biāo)，用描點法作圖。連接各點，得出彈力F隨彈簧伸
3、長量x變化的圖線，如圖3所示。圖32．以彈簧伸長量為自變量，寫出彈力和彈簧伸長量之間的函數(shù)關(guān)系，函數(shù)表達式中常數(shù)即為彈簧的勁度系數(shù)，這個常數(shù)也可據(jù)F－x圖線的斜率求解，k＝。六、誤差分析由于彈簧原長及伸長量的測量都不便于操作，存在較大的測量誤差，另外由于彈簧自身的重力的影響，即當(dāng)未放重物時，彈簧在自身重力的作用下，已經(jīng)有一個伸長量，這樣所作圖線往往不過原點。七、注意事項1．所掛鉤碼不要過重，以免彈簧被過分拉伸，超出它的彈性限度。2．每次所掛鉤碼的質(zhì)量差盡量大一些，從而使坐標(biāo)上描的點盡可能稀一些，這樣作出的圖線精確。3．測彈簧長度時，
4、一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時測量，刻度尺要保持豎直并靠近彈簧，以免增大誤差。4．描點畫線時，所描的點不一定都落在一條直線上，但應(yīng)注意一定要使各點均勻分布在直線的兩側(cè)。5．記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力及彈簧伸長量的對應(yīng)關(guān)系及單位。預(yù)習(xí)完成后，請把你疑惑的問題記錄在下面的表格中問題1問題2WORD資料下載可編輯專業(yè)技術(shù)資料分享問題3要點 實驗原理及實驗操作[例1]某同學(xué)探究彈簧伸長量與彈力的關(guān)系。(1)將彈簧懸掛在鐵架臺上，將刻度尺固定在彈簧一側(cè)。彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在________方向(填“水平”或“豎直”)。(2)彈簧自然懸掛，
5、待彈簧________時，長度記為L0；彈簧下端掛上砝碼盤時，長度記為Lx；在砝碼盤中每次增加10g砝碼，彈簧長度依次記為L1至L6。數(shù)據(jù)如下表：代表符號L0LxL1L2L3L4L5L6數(shù)值(cm)25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30表中有一個數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號為________。由表可知所用刻度尺的最小分度為________。(3)圖4是該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖，縱軸是砝碼的質(zhì)量，橫軸是彈簧長度與________的差值(填“L0”或“Lx”)。圖4(4)由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為___
6、_____N/m；通過圖和表可知砝碼盤的質(zhì)量為________g。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度取9.8m/s2)解析 (1)為保證彈簧的形變只由砝碼和砝碼盤的重力引起，所以彈簧軸線和刻度尺均應(yīng)在豎直方向。(2)彈簧靜止時，記錄原長L0；表中的數(shù)據(jù)L3與其他數(shù)據(jù)有效數(shù)字位數(shù)不同，所以數(shù)據(jù)L3不規(guī)范，標(biāo)準數(shù)據(jù)應(yīng)讀至厘米位的后兩位，最后一位應(yīng)為估計值，精確至mm位，所以刻度尺的最小分度為1mm。(3)由題圖知所掛砝碼質(zhì)量為0時，x為0，所以x＝L－Lx。(4)由胡克定律F＝kΔx知，mg＝k(L－Lx)，WORD資料下載可編輯專業(yè)技
7、術(shù)資料分享即mg＝kx，所以圖線斜率即為＝，則彈簧的勁度系數(shù)k＝＝N/m＝4.9N/m。同理砝碼盤質(zhì)量m＝＝kg＝0.01kg＝10g。答案 (1)豎直 (2)靜止 L3 1mm (3)Lx(4)4.9 10要點 實驗數(shù)據(jù)處理[例2]一位同學(xué)做“探究彈簧伸長量與彈力的關(guān)系”所測的幾組數(shù)據(jù)見下表，請你根據(jù)表中數(shù)據(jù)作出分析。彈力F/N0.51.01.52.0彈簧原來長度L0/cm15.015.015.015.0彈簧后來長度L/cm16.017.117.919.0彈簧伸長量x/cm(1)算出每一次彈簧的伸長量，并將結(jié)果填在表中的空格內(nèi)。
8、(2)在坐標(biāo)圖上作出F－x圖線。圖5(3)寫出圖線的函數(shù)表達式(x用cm作單位)：_______。(4)函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義：__________。解析 (1)彈力F/N0.51.01.52.0彈簧伸長量x/cm1.02.12.
