實(shí)驗(yàn)：探究彈簧伸長(zhǎng)量和彈力的關(guān)系

《實(shí)驗(yàn)：探究彈簧伸長(zhǎng)量和彈力的關(guān)系》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。

1、WORD文檔下載可編輯實(shí)驗(yàn)：探究彈簧伸長(zhǎng)量與彈力的關(guān)系一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系。2．學(xué)會(huì)利用列表法、圖象法、函數(shù)法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。3．驗(yàn)證胡克定律。二、實(shí)驗(yàn)原理1．如圖1所示，在彈簧下端懸掛鉤碼時(shí)彈簧會(huì)伸長(zhǎng)，平衡時(shí)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(zhǎng)度可用刻度尺直接測(cè)出，伸長(zhǎng)量可以由拉長(zhǎng)后的長(zhǎng)度減去彈簧原來(lái)的長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算。這樣就可以研究彈簧的彈力和彈簧伸長(zhǎng)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(zhǎng)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勁度系數(shù)。三

2、、實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái)、彈簧、毫米刻度尺、鉤碼若干、坐標(biāo)紙。四、實(shí)驗(yàn)步驟1．按圖2安裝實(shí)驗(yàn)裝置，記下彈簧下端不掛鉤碼時(shí)所對(duì)應(yīng)的刻度l0。圖22．在彈簧下端懸掛一個(gè)鉤碼，平衡時(shí)記下彈簧的總長(zhǎng)度并記下鉤碼的重力。3．增加鉤碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程，將數(shù)據(jù)填入表格，以F表示彈力，l表示彈簧的總長(zhǎng)度，x＝l－l0表示彈簧的伸長(zhǎng)量。專業(yè)技術(shù)資料分享WORD文檔下載可編輯1234567F/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(zhǎng)量x為橫坐標(biāo)，用描點(diǎn)法作圖。連接各點(diǎn)，得出彈力F隨彈簧伸長(zhǎng)量x變化的圖線，如圖3所示。

3、圖32．以彈簧伸長(zhǎng)量為自變量，寫(xiě)出彈力和彈簧伸長(zhǎng)量之間的函數(shù)關(guān)系，函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)即為彈簧的勁度系數(shù)，這個(gè)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(zhǎng)及伸長(zhǎng)量的測(cè)量都不便于操作，存在較大的測(cè)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(shí)，彈簧在自身重力的作用下，已經(jīng)有一個(gè)伸長(zhǎng)量，這樣所作圖線往往不過(guò)原點(diǎn)。七、注意事項(xiàng)1．所掛鉤碼不要過(guò)重，以免彈簧被過(guò)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(diǎn)盡可能稀一些，這樣作出的圖線精確。3．測(cè)彈簧長(zhǎng)度時(shí)，一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時(shí)測(cè)量，刻度尺

4、要保持豎直并靠近彈簧，以免增大誤差。4．描點(diǎn)畫(huà)線時(shí)，所描的點(diǎn)不一定都落在一條直線上，但應(yīng)注意一定要使各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)。5．記錄數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力及彈簧伸長(zhǎng)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系及單位。預(yù)習(xí)完成后，請(qǐng)把你疑惑的問(wèn)題記錄在下面的表格中問(wèn)題1問(wèn)題2專業(yè)技術(shù)資料分享WORD文檔下載可編輯問(wèn)題3要點(diǎn)　實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)操作[例1]某同學(xué)探究彈簧伸長(zhǎng)量與彈力的關(guān)系。(1)將彈簧懸掛在鐵架臺(tái)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，待彈簧________時(shí)，長(zhǎng)度記為L(zhǎng)0；彈簧下端掛上砝碼盤(pán)時(shí)，長(zhǎng)度

5、記為L(zhǎng)x；在砝碼盤(pán)中每次增加10g砝碼，彈簧長(zhǎng)度依次記為L(zhǎng)1至L6。數(shù)據(jù)如下表：代表符號(hào)L0LxL1L2L3L4L5L6數(shù)值(cm)25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30表中有一個(gè)數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號(hào)為_(kāi)_______。由表可知所用刻度尺的最小分度為_(kāi)_______。(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(zhǎng)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_(kāi)_______N/m；通過(guò)圖和表可知砝碼盤(pán)的質(zhì)量為_(kāi)_______g。(結(jié)果保留兩位有效

6、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(pán)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(shí)，記錄原長(zhǎng)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(zhǔn)數(shù)據(jù)應(yīng)讀至厘米位的后兩位，最后一位應(yīng)為估計(jì)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(shí)，x為0，所以x＝L－Lx。(4)由胡克定律F＝kΔx知，mg＝k(L－Lx)，專業(yè)技術(shù)資料分享WORD文檔下載可編輯即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(pán)質(zhì)量

7、m＝＝kg＝0.01kg＝10g。答案　(1)豎直　(2)靜止　L3　1mm　(3)Lx(4)4.9　10要點(diǎn)　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理[例2]一位同學(xué)做“探究彈簧伸長(zhǎng)量與彈力的關(guān)系”所測(cè)的幾組數(shù)據(jù)見(jiàn)下表，請(qǐng)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(lái)長(zhǎng)度L0/cm15.015.015.015.0彈簧后來(lái)長(zhǎng)度L/cm16.017.117.919.0彈簧伸長(zhǎng)量x/cm(1)算出每一次彈簧的伸長(zhǎng)量，并將結(jié)果填在表中的空格內(nèi)。(2)在坐標(biāo)圖上作出F－x圖線。圖5(3)寫(xiě)出圖線的函數(shù)表達(dá)式(x用cm作單位)：_______。(4)函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)

8、的物理意義：__________。解析　(1)彈力F/N0.51.01.52.0彈簧伸長(zhǎng)量x/cm1.02.