實驗二：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系

1、實驗二：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系1實驗?zāi)康?1)探究彈力與彈簧的伸長量的定量關(guān)系(2)學會利用圖象研究兩個物理量之間的關(guān)系的方法2實驗原理(1)如圖 S21 所示，彈簧在下端懸掛鉤碼時會伸長，平衡時彈簧產(chǎn)生的彈力與重力大小相等圖 S21圖 S22(2)用刻度尺測出彈簧在不同的鉤碼拉力下的伸長量 x，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(xiàn))對應(yīng)的點，用平滑的曲線連接起來，根據(jù)實驗所得的圖線，就可探究彈力大小與伸長量之間的關(guān)系3實驗器材輕質(zhì)彈簧(一根)、鉤碼(一盒)、刻度尺、鐵架臺、重錘線、坐標紙、三角板等4實驗步驟(1)如圖 S

2、22 所示，將鐵架臺放在桌面上(固定好)，將彈簧的一端固定在鐵架臺的橫梁上，在接近彈簧處將刻度尺(最小分度為 1 mm )固定于鐵架臺上，并檢查刻度尺是否豎直(2)記下彈簧下端不掛鉤碼時所對應(yīng)的刻度 L0 .(3)在彈簧下端掛上一個鉤碼，記下靜止時彈簧所對應(yīng)的刻度 L1.鉤碼個數(shù)刻度伸長量 x彈力 F01236L0L1L2L3L6x1L1L0 x2L2L0 x3L3L0 x6L6L0F1F2F3F6(4)用上面方法，記下彈簧下端掛 2 個、 3 個、 4 個 鉤碼時，彈簧下端所對應(yīng)的刻度 L2、L3、 L4，并將所得數(shù)據(jù)記錄在表格中(5)用 xnLn L0 計算出彈簧掛 1 個、 2 個、 3

3、 個 鉤碼時彈簧的伸長量，并根據(jù)當?shù)刂亓铀俣戎?g，計算出所掛鉤碼的總重力，這個總重力就等于彈簧彈力的大小，將所得數(shù)據(jù)填入表格5數(shù)據(jù)處理(1)建立坐標系：標明橫軸和縱軸所表示的物理量及單位(2)標度：標度要適當，讓所得到的圖線布滿整個坐標系(3)描點：描點時要留下痕跡(4)連線： 讓盡可能多的點落在同一直線上，讓其余的點落在直線的兩側(cè)，誤差較大的點舍棄(5)根據(jù)圖象作出結(jié)論【跟蹤訓練】1(雙選，2010 年深圳聯(lián)考)如圖 S23 甲所示，一個彈簧一端固定在傳感器上，傳感器與電腦相連當對彈簧施加變化的作用力(拉力或壓力)時，在電腦上得到了彈簧形變量與彈簧產(chǎn)生的彈力大小的關(guān)系圖象，如圖 S23

4、乙所示則下列判斷正確的是()圖 S23A彈簧產(chǎn)生的彈力和彈簧的長度成正比B彈力增加量與對應(yīng)的彈簧長度成正比C該彈簧的勁度系數(shù)是 200 N/mD該彈簧受到反向壓力時，勁度系數(shù)不變解析：由圖象知，F(xiàn)x 是一個過原點的直線，k200.10N/m200 N/m，可知 A 錯誤；彈力增加量與對應(yīng)的彈簧長度的增加量成正比，與對應(yīng)的彈簧長度不成正比，B 錯誤答案：CD2某同學在研究性學習中，利用所學的知識解決了如下問題：一輕彈簧豎直懸掛于某一深度為 h25.0 cm，且開口向下的小筒中(沒有外力作用時彈簧的下部分位于筒內(nèi)，但測力計可以同彈簧的下端接觸)，如圖 S24 甲所示，如果本實驗的長度測量工具只能測

5、量出筒的下端彈簧的長度 l，現(xiàn)要測出彈簧的原長 l0 和彈簧的勁度系數(shù)，該同學通過改變 l 而測出對應(yīng)的彈力 F，作出 Fl 變化的圖線如圖 S24 乙所示，則彈簧的勁度系數(shù)為_N/m，彈簧的原長 l0_m.解析：由胡克定律可得 Fkxk(hll0)k(hl0)kl.30200.20.1N/m因此 Fl 圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)，k100 N/m，k(hl0)10 N，得 l00.15 m.圖 S24答案：100 0.15題型探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系【例題】(2010 年福建卷)某實驗小組研究橡皮筋伸長與所受拉力的關(guān)系實驗時，將原長約 200 mm 的橡皮筋上端固定，在豎直懸掛的橡皮筋下端

6、逐一增掛鉤碼(質(zhì)量均為 20 g)，每增掛一只鉤碼均記下對應(yīng)的橡皮筋伸長量；當掛上 10 只鉤碼后，再逐一把鉤碼取下，每取下一只鉤碼，也記下對應(yīng)的橡皮筋伸長量根據(jù)測量數(shù)據(jù)，作出增掛鉤碼和減掛鉤碼時的橡皮筋伸長量l 與拉力 F 關(guān)系的圖象如圖 S25 所示從圖象中可以得出_(填選項前的字母)A增掛鉤碼時l 與 F 成正比，而減掛鉤碼時l 與 F 不成正比B當所掛鉤碼數(shù)相同時，增掛鉤碼時橡皮筋的伸長量比減掛鉤碼時的大C當所掛鉤碼數(shù)相同時，增掛鉤碼時橡皮筋的伸長量與減掛鉤碼時的相等D增掛鉤碼時所掛鉤碼數(shù)過多，導致橡皮筋超出彈性限度圖 S25思路點撥：本題屬于中等題，解題的關(guān)鍵在于弄清為什么兩條圖象會錯開實驗中由于增掛鉤碼時所掛鉤碼數(shù)過多，導致橡皮筋超出彈性限度，彈簧無法及時恢復(fù)原長，兩條圖象才會出現(xiàn)差異答案： D【觸類旁通】1(2011 年安徽卷)為了測量某一彈簧的勁度系數(shù)，將該彈簧豎直懸掛起來，在自由端掛上不同質(zhì)量的砝碼實驗測出了砝碼的質(zhì)量 m 與彈簧