探究弹力和弹簧伸长的关系

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实验目的

1.探究弹力和弹簧伸长的定量关系。

2.学会利用列表法、图象法、函数法处理实验数据。

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实验原理

1.如图所示,弹簧弹力(F)等于悬挂钩码的重力。

2.弹簧伸长量(x)等于弹簧的现长(l)减去原长(l0)。

3.多测几组,找出F与x的关系。

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实验器材

弹簧、毫米刻度尺、铁架台、钩码若干、坐标纸。

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实验步骤

1.如图所示,将铁架台放在桌面上(固定好),弹簧的一端固定于铁架台的横梁上,让其自然下垂,在靠近弹簧处将刻度尺(最小分度为1 mm)固定于铁架台上,并用重垂线检查刻度尺是否竖直。

2.用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0,即原长。

3.在弹簧下端挂质量为m1的钩码,量出此时弹簧的长度l1,记录m1和l1,填入自己设计的表格中。

4.改变所挂钩码的质量,量出对应的弹簧长度,记录m2,m3,m4,m5和相应的弹簧长度l2,l3,l4,l5,并得出每次弹簧的伸长量x1,x2,x3,x4,x5。

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数据处理

1.以弹力F为纵坐标,以弹簧的伸长量x为横坐标,建立坐标系,选取合适的单位,用描点法作图。用平滑的曲线连接各点,得到弹力F随弹簧伸长量x变化的关系图象。

2.以弹簧的伸长量为自变量,写出曲线所代表的函数。首先尝试一次函数,如果不行,则考虑二次函数等。

3.得出弹力和弹簧伸长之间的定量关系,解释函数表达式中常数的物理意义。

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注意事项

1.每次增减钩码测量有关长度时,均需保证弹簧及钩码处于静止状态,否则,弹簧弹力有可能与钩码重力不相等。

2.整个实验过程不要超过弹簧的弹性限度。

3.测量有关长度时,应区别弹簧原长l0、实际总长l及伸长量x三者之间的不同,明确三者之间的关系。

4.建立平面直角坐标系时,两轴上单位长度所代表的量值要适当,不可过大,也不可过小。

5.描线的原则是,尽量使各点落在线上,少数点分布于线两侧,描出的线不应是折线,而应是光滑的曲线。

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误差分析

1.系统误差:

钩码标值不准确和弹簧自身重力的影响造成系统误差。

2.偶然误差:

习题演练

1. (多选)在探究弹力和弹簧伸长量的关系的实验中,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.用刻度尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量

D.用几个不同的弹簧,分别测出几组拉力与伸长量,得出拉力与伸

2. 某同学做探究弹力和弹簧伸长量的关系的实验,他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长,用刻度尺测出弹簧的原长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L-L0作为弹簧的伸长量x。这样操作,最后画出的图线可能是下列选项中的(　　)

习题解析

1. AB

2. C

对实验你还有什么问题

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