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1、,第三章,探究弹力与弹簧伸长的关系,一、实验目的1探究弹簧弹力与弹簧伸长的关系2学会用列表法、图象法、函数法处理实验数据,二、实验原理弹簧上的弹力与使它发生形变的外力在数值上是相等的，用悬挂法测量弹簧的弹力时，当弹簧下端悬挂的钩码静止时，弹力大小与挂在弹簧下面的钩码的重力相等；弹簧的原长与挂上钩码后弹簧的长度可以用刻度尺测出，其伸长量可以用弹簧的长度减去原长度求得，这样就可以定量研究弹力与弹簧伸长之间的关系了,三、实验器材铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、坐标纸四、实验步骤1将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度L0，即原长,2如图所示，将已知质量的钩码
2、挂在弹簧的下端，在平衡时测出弹簧的总长并计算钩码的重力，填写在记录表格里3改变所挂钩码的质量，重复上步的实验过程多次,五、数据处理与结果分析1数据处理(1)用公式xLL0计算出弹簧各次的伸长量，填入上表(2)以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量x为横坐标，用描点法作图连接各点，得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线(3)以弹簧伸长量为自变量，写出曲线所代表的函数首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数,2结果分析由实验作出的弹力F与弹簧的伸长量x的关系图线得出弹力F与伸长x成正比，即Fkx，其中k为弹簧的劲度系数,六、注意事项1所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出其弹性
3、限度要注意观察，适可而止2测量弹簧原长时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量，刻度尺要保持竖直并靠近弹簧，以免增大误差3描点画线时，所描的点不一定都落在一条平滑的曲线(或直线)上，但应注意一定要使各点均匀分布在曲线(或直线)的两侧4记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位,七、误差分析1测量弹簧原长、伸长量时的测量误差2图象描点时的误差.,考点1对注意事项和图象的考查(1)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，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簧的伸长量D用几
4、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,(2)某同学做“探究弹力和弹簧伸长的关系”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LL0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图中的(),【解析】(1)实验中应以所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来改变对弹簧的拉力，以探索弹力和弹簧伸长的关系，并且拉力和重力平衡，所以选A、B.(2)由于考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量x0，所以选C.【答案】(1)AB(2)C,某同
5、学用如图所示装置做“探究弹力与弹簧伸长关系”的实验他先测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1个钩码，并逐个增加钩码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：(重力加速度取g9.8 m/s2),实验数据的处理与分析,(1)根据所测数据，在如图所示的坐标纸上画出弹簧指针所指的标尺刻度x与钩码质量m的关系曲线(2)根据所测得的数据和关系曲线可以判断，在_N 范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律，这种规格弹簧的劲度系数为 _N/m.,解析：(1)根据题目中所测量的数据进行描点，然后用平滑的曲线(或直线)连接各点，在连接时应让尽量多的点落在线上偏差比较大的点舍去，不在线上的
6、点尽量平均分布在线的两侧，如图所示,【题后总结】(1)数据处理过程要注意单位(2)画图时要注意标度及用平滑的曲线(或直线)连接.,【典例】如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。,(1)为完成实验，还需要的实验器材有：_。(2)实验中需要测量的物理量有：_。(3)图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F-x图线，由此可求出弹簧的劲度系数为_N/m。图线不过原点是由于_。,答案：(1)刻度尺(2)弹簧原长、弹簧所受外力及对应的伸长量(或与弹簧对应的长度)(3)200 弹簧自身重力(4)CBDAEFG,(1)作出m-l的关系图线；(2)弹簧的劲
7、度系数为_N/m。,【高考题组】1.（2011安徽高考）为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码。实验测出了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图上标出。（g=9.8m/s2),（2）0.2480.262之间的任一值均正确,2.（2010福建高考）某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系实验时，将原长约200 mm的橡皮筋上端固定，在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码（质量均为20 g），每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量；当挂上10只钩码后，再逐一把钩码取下，每取下一只钩码，也记下对应的橡皮筋伸长量。根据测量数据，作出增挂钩码和减挂钩码时的橡
8、皮筋伸长量l与拉力F关系的图像如图所示。从图像中可以得出_。（填选项前的字母）,A.增挂钩码时l与F成正比，而减挂钩码时l与F不成正比B.当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大C.当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等D.增挂钩码时所挂钩码数过多，导致橡皮筋超出弹性限度【解析】选D。,类型二 实验创新设计【典例2】用如图装置来探究弹力和弹簧伸长量的关系，所挂钩码的重力相当于对弹簧提供了向右的恒定拉力。实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度。,(1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标图中，请作出F-L图线。,(2)根据F-L图线可得出该弹簧的原长L0_cm，劲度系数k_N/m。(3)根据该同学的实验情况，请你帮助他设计一个记录实验数据的表格(不必填写其实验测得的具体数据)。,【解析】(1)描点连线法。用平滑的曲线将各点连接起来，使点落在图线上,不能落在线上的点均匀分布在图线两侧,偏离图线过远的点应舍去,如图所示。,(2)弹簧的原长L0即为弹力为零时弹簧的长度，由图像可知，L0510-2 m5 cm。劲度系数为图像直线部分的斜率，k20 N/m。(3)实验应记录弹力(钩码重力)和对应弹力的弹簧长度。记录数据的表格如表:答案:见解析,谢谢观看！,
