《2018版 第4章 實驗：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018版 第4章 實驗：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系（6頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、2021版第4章實驗:探究彈力 和彈簧伸長的關(guān)系 實驗：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 一、 實驗?zāi)康? 1探究彈簧伸長量與彈力之間的關(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). 二、 實驗原理 1. 用懸掛法測量彈簧的彈力F 彈簧下端懸掛的鉤碼靜止時，彈力大小與所掛的鉤碼的重力相等，即F= mg. 2. 測出彈簧的伸長量x 彈簧的原長10與掛上鉤碼后彈簧的長度l可以用刻度尺測出，其伸長量x= Io? 3. 探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系 建立坐標系，以縱坐標表示彈力大小F以橫坐標表示彈簧的伸長量x,在 坐標系中描出實驗所測得的各組(x, F)對應(yīng)的點，用平滑的曲線連接

2、起來，根據(jù) 實驗所得的圖線，就可探知彈力和彈簧伸長量的關(guān)系. 三、 實驗器材 鐵架臺、下端帶掛鉤的彈簧、鉤碼、刻度尺、坐標紙. 一、實驗步驟 1 ?如圖1所示，將彈簧上端固定在鐵架臺上，在彈簧旁邊固定一刻度尺， 刻度尺的零刻度線與彈簧的上端重合?讀出彈簧的原長10填入下表. 圖1 2 ?在彈簧下掛一個鉤碼，測出彈簧的總長度-然后再在彈簧下掛一個鉤碼， 測出彈簧的總長度12……將各次彈簧總長度計入下表相應(yīng)的表格內(nèi). 3 ?根據(jù)每個鉤碼的質(zhì)量計算出其重力?彈簧的彈力的大小等于所掛鉤碼的 重力，即F]=mg、F2=2mg、F=3mg……將各次彈簧彈力大小填入下表相應(yīng) 表格內(nèi). 實驗次

3、數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 拉力F/N 彈簧總長度l/cm 彈簧伸長x/cm 彈簧原長l0cm 二、 數(shù)據(jù)處理 1?圖像法：以彈力F（大小等于所掛鉤碼的重力）為縱坐標，以彈簧的伸長量 x為橫坐標,用描點法作圖?連接各點，得出彈力F隨彈簧伸長量x變化的圖線?可 以發(fā)現(xiàn)F-x圖線是一條過原點的直線. 2.函數(shù)法：彈力F與彈簧的伸長量x應(yīng)滿足函數(shù)F=k的關(guān)系. 三、 誤差分析 四、 考前須知 1?所掛鉤碼不要過重，以免彈簧超出它的彈性限度. 2?

4、每次所掛鉤碼的質(zhì)量差盡量大一些，從而使坐標上描的點盡可能稀，這 樣作出的圖線更精確. 3?測彈簧長度時，一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時測量. 4?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. 5?盡量選用輕質(zhì)彈簧以便能忽略自身重力的影響. 實驗探究1實驗器材和步驟 例 某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系〃的實驗. 圖2 ① 圖2甲是不掛鉤碼時彈簧下端指針所指的標尺刻度，其示數(shù)為7.73 cm； 圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針所指的標尺刻度，此時彈簧的伸長量AZ為 cm； ② 本實驗通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來改變彈簧的彈力，關(guān)于此操作， 以下選項中標準的做法

5、是 ;（填選項前的字母） A. 逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針所指的標尺刻度和對應(yīng)的鉤 碼總重 B. 隨意增減鉤碼，記下增減鉤碼后指針所指的標尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重 ③ 圖丙是該同學(xué)描繪的彈簧的伸長量Al與彈力F的關(guān)系圖線，圖線的AB 段明顯偏離直線0A,造成這種現(xiàn)象的主要原因是 【解析】 ①彈簧伸長后的總長度為14.66 cm ,那么伸長量Al = 14.66 cm - 7.73 cm = 6.93 cm. ②逐一增掛鉤碼■便于有規(guī)律地描點作圖■也可防止因隨意增加鉤碼過多超 過彈簧的彈性限度而損壞彈簧. ③AB段明顯偏離OA，伸長量Al不再與彈力F成正比，是超出彈簧的

6、彈性 限度造 【答案】 @6.93②A③彈簧受到的拉力超過了其彈性限度 實驗探究2實驗數(shù)據(jù)的處理 某同學(xué)在探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系時，設(shè)計了如圖3甲所示的 實驗裝置?他先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度，然后在彈簧下端依次掛1、2、 3、4、5個鉤碼,待靜止時，測出彈簧相應(yīng)的總長度?每只鉤碼的質(zhì)量都是10 g實 驗數(shù)據(jù)如下表所示.（彈力始終未超出彈簧的彈性限度，g取10 N/kg） 鉤碼質(zhì)量/g 0 10 20 30 40 50 彈簧總長度/cm 彈力大小/N 0 甲 乙 圖3 ⑴試根據(jù)這些實驗數(shù)據(jù)，在

7、圖乙所示的坐標紙上作出彈簧彈力大小F跟彈 簧總長度l之間的函數(shù)關(guān)系圖象. ⑵圖象在l軸上的截距的物理意義是 ?該彈簧的勁度系數(shù) k = N/m. 【導(dǎo)學(xué)號：21862022】 【解析】 ⑴根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描點、連線，所得F-l圖象如下圖. ⑵圖象在l軸上的截距表示彈簧原長.由圖象可知”彈簧的勁度系數(shù)應(yīng)等于 線的斜率，即k= AF =20 N/m. 【答案】 ⑴見解析圖（2）表示彈簧原長20 實驗探究3創(chuàng)新實驗設(shè)計 某實驗小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長度（圈數(shù)）的關(guān)系?實驗 裝置如圖4所示：一均勻長彈簧豎直懸掛，7個指針P0、P］、P2、P3、P4、P5、 P6分別

8、固定在彈簧上距懸點0、10、20、30、40、50、60圈處；通過旁邊豎直 放置的刻度尺，可以讀出指針的位置，P0指向0刻度?設(shè)彈簧下端未掛重物時, 各指針的位置記為x0；掛有質(zhì)量為0.100 kg的砝碼時，各指針的位置記為x?測 量結(jié)果及局部計算結(jié)果如下表所示（n為彈簧的圈數(shù)，取重力加速度為 9.80 m/s2）.實驗所用彈簧總?cè)?shù)為60,整個彈簧的自由長度為11.88 cm. P1 P2 P3 P4 P5 P6 x°(cm) x(cm) n 10 20 30 40 50 60 k(N/m) 163 ①

9、 1/ “ k(m/N) 0.006 1 ② 0.017 9 0.022 9 0.029 6 0.034 7 （1）將表中數(shù)據(jù)補充完整： 1 1 ⑵以n為橫坐標，半為縱坐標，在圖5給出的坐標紙上畫出k"圖象. 圖5 ⑶圖5中畫出的直線可近似認為通過原點?假設(shè)從實驗中所用的彈簧截取 圈數(shù)為n的一段彈簧，該彈簧的勁度系數(shù)k與其圈數(shù)n的關(guān)系的表達式為k= N/m； 該彈簧的勁度系數(shù)k與其自由長度10（單位為m）的關(guān)系的表達式為k= N/m. mg錯誤! 【解析】 ⑴根據(jù)胡克定律有mg = k（x - x0），解得 k = = N/m~81?7 N/m , |^0.012 2 m/N. (2) 1 - n圖象如下圖 (3) 根據(jù)圖象可知，k與n的關(guān)系表達式為“錯誤！ ,k與lo的關(guān)系表達 式為k=,l0)? 【答案】(1)81.7 0.012 2 (2)!-n圖象如下圖 ⑶錯誤!錯誤！錯誤!錯誤！