弹力与弹簧伸长量的关系

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实验专题:探究弹簧弹力和弹簧伸长量的关系答案解析

实验专题:探究弹簧弹力和弹簧伸长量的关系答案解析

实验专题:探究弹簧弹力和弹簧伸长量的关系答案解析答案解析1.【答案】(1)C(2)等于【解析】(1)因为弹簧是被放在水平桌面上测得的原长,然后把弹簧竖直悬挂起来后,由于重力的作用,弹簧的长度会增大,所以图线应出现x轴上有截距,C正确,A、B、D错误.(2)如果将指针固定在A点的下方P处,在正确测出弹簧原长的情况下,再作出x随F变化的图象,则在图象上x的变化量不变,得出弹簧的劲度系数与实际值相等.2.【解析】(1)F-L图线如图所示:(2)弹簧的原长L0即弹力为零时弹簧的长度,由图象可知,L0=5×10-2m=5 cm.劲度系数为图象直线部分的斜率,k=20 N/m.(3)记录数据的表格如下表(4)优点:可以避免弹簧自身重力对实验的影响.缺点:弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦会造成实验误差.3.【解析】(1)在做实验的时候一般步骤为先组装器材,然后进行实验,最后数据处理,故顺序为CBDAEF.(2)①根据描点法,图象如图所示②、③根据图象,该直线为过原点的一条直线,即弹力与伸长量成正比,即F=kx=0.43x.式中的常数表示弹簧的劲度系数,即表示使弹簧伸长或者压缩1 cm所需的外力大小为0.43 N.4.【答案】(1)如图所示30F弹=30Δx(2)B(3)A【解析】(1)如图所示,直线的斜率的倒数表示弹簧的劲度系数,即k=,代入数据得kA =N/m≈30 N/m,所以弹簧的弹力大小F弹跟弹簧伸长量Δx的函数关系是F弹=30Δx.5.【解析】(1)描点作图,如图所示:(2)图象的斜率表示劲度系数,故有:k==N/m=50 N/m(3)图线与L轴的交点坐标表示弹簧不挂钩码时的长度,其数值大于弹簧原长,因为弹簧自身重力的影响.6.【答案】(1)6.93(2)A(3)弹簧受到的拉力超过了其弹性限度【解析】(1)弹簧伸长后的总长度为14.66 cm,则伸长量Δl=14.66 cm-7.73 cm=6.93 cm.(2)逐一增挂钩码,便于有规律地描点作图,也可避免因随意增加钩码过多超过弹簧的弹性限度而损坏弹簧.(3)AB段明显偏离直线OA,伸长量Δl不再与弹力F成正比,是超出弹簧的弹性限度造成的.7.【解析】(1)根据题意知,刻度尺的最小刻度为1毫米.读数时,应估读到毫米的十分位,故l5、l6记录有误.(2)按(1)中的读数规则,得l3=6.85 cm,l7=14.05 cm.(3)根据题中求差方法,可知d4=l7-l3=7.20 cm(4)根据l4-l0=4Δl=d1,l5-l1=4Δl=d2,l6-l2=4Δl=d3,l7-l3=4Δl=d4,有Δl==1.75 cm.(5)根据胡克定律F=kx得mg=kΔl,k==N/m=28 N/m8.【答案】(1)450(2)10【解析】(1)当F=0时,弹簧的长度即为原长,由胡克定律可知图象的斜率表示劲度系数大小.(2)弹簧秤的示数为3 N,则伸长量为3/50=0.06 m,则长度为10 cm.9.【解析】(1)描点作出图象,如下图所示.(2)图象跟坐标轴交点的物理意义表示弹簧原长.由图象可知,弹簧的劲度系数应等于直线的斜率,即k==200 N/m.10.【答案】(1)竖直(2)稳定L3 1 mm(3)Lx(4)4.910【解析】(1)为保证弹簧的形变只由砝码和砝码盘的重力产生,所以弹簧轴线和刻度尺均应在竖直方向.(2)弹簧静止稳定时,记录原长L0;表中的数据L3与其他数据有效位数不同,所以数据L3不规范,标准数据应读至cm位的后两位,最后一位应为估读值,精确至0.1 mm,所以刻度尺的最小分度为1 mm.(3)由题图知所挂砝码质量为0时,x为0,所以x=L-Lx(L为弹簧长度).(4)由胡克定律F=kΔx知,mg=k(L-Lx),即mg=kx,所以图线斜率即为弹簧的劲度系数k==N/m=4.9 N/m同理,砝码盘质量m==kg=0.01 kg=10 g11.【解析】(1)根据表格中的各组数据在坐标纸上标出相应的点,然后用平滑曲线连接这些点,作出的图象如图所示.(2)根据作出的图线可知,钩码质量在0~500 g范围内图线是直线,表明弹力大小与弹簧伸长量关系满足胡克定律.在这个范围内的曲线上找到相距较远的两点,利用这两点的坐标值计算弹簧的劲度系数k==N/m=25.00 N/m.12.【解析】(1)本题考查探究弹簧弹力与形变关系的实验,意在考查考生对实验步骤的识记、实验数据的处理方法、分析归纳能力.根据实验先后顺序可知,实验步骤排列为CBDAEF.(2)②由图象可得k==0.43 N/cm,所以F=0.43x(N).13.【答案】(1)10(2)200(3)b【解析】(1)当F=0时,弹簧长度为原长,由题图得,原长为10 cm.(2)由公式F=kx得k===N/m=200 N/m(3)当弹簧长度小于原长时,处于压缩状态,故是图线b14.【答案】(1)弹簧测力计刻度尺(2)kFL(3)控制变量法(4)12.5【解析】(1)用弹簧测力计测量力的大小,用刻度尺测量长度.(2)由题目所给数据分析可知:当力一定时,伸长量和长度成正比;当长度一定时,伸长量和力成正比,故有x=kFL(取一组数据验证,式中的k不为零).(3)研究伸长量与拉力、长度的关系时,可以先控制其中一个量不变,如长度不变,再研究伸长量和拉力的关系,这种方法称为控制变量法.这是物理实验中的一个重要研究方法.(4)代入表中数据把式中的k求出,得k=0.000 8 N-1,再代入已知数据,L=20 cm,x=0.2 cm,可求得最大拉力F=12.5 N.15.【答案】CBDAEFG【解析】根据实验的实验操作过程应先安装仪器,再挂钩码然后记录数据,分析数据,最后整理即可,排列先后顺序为CBDAEFG.。

高一上物理同步辅导7探究弹簧弹力和伸长量之间的关系

高一上物理同步辅导7探究弹簧弹力和伸长量之间的关系

第七讲探究弹力和弹簧伸长的关系一、实验目的1.探究弹力与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的科学方法。

二、实验原理1.弹簧受力会发生形变,形变的大小与受到的外力有关。

沿着弹簧的方向拉弹簧,当形变稳定时,弹簧产生的弹力与使它发生形变的拉力在数值上是相等的。

2.用悬挂法测量弹簧的弹力,运用的正是弹簧的弹力与挂在弹簧下面的钩码的重力相等。

3.弹簧的长度可用刻度尺直接测出,伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算。

这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系,即寻求F=kx的关系。

三、实验器材轻质弹簧、钩码(一盒)、铁架台、坐标纸、毫米刻度尺。

四、实验过程1.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,将已知质量的钩码挂在弹簧的下端,在平衡时测量弹簧的总长并测出钩码的重力,填写在记录表格里。

(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l,填入设计的表格中。

(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。

2.数据处理(1)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。

按图中各点的分布与走向,尝试做出一条平滑的曲线(包括直线),所画的点不一定都正好在这条线上,但要注意使各点大致均匀分布在曲线两侧,个别点若偏离较大,可以舍去,得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线。

(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。

(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。

五、误差分析(1)本实验的误差来源之一是因弹簧拉力大小的不稳定造成读取弹簧长度时产生误差;当弹簧及钩码停止上下振动处于静止状态时测量弹簧的长度,可以提高实验的精确度。

实验2 弹力与弹簧伸长的关系

实验2 弹力与弹簧伸长的关系

3.某同学在做“探索弹力和弹簧伸长的关系”的实 验中,组成了如图所示的装置,所用的每个钩码的 质量都是30 g.他先测出不挂钩码时弹簧的自然 长度,再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端,每次都 测出相应的弹簧总长度,将数据填在了下面的表中.(弹簧认 为是轻弹簧,弹力始终未超出弹性限度,取g=10 m/s2)
解析 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x≠0,所以选C.
2.如图所示的装置测定弹簧的劲度系数,被测弹簧一端固定于 A点,另一端B用细绳绕过定滑轮挂钩码,旁边附有一竖直刻 度尺,当挂两个钩码时,绳上一定点P对应的刻度线如图中 的ab虚线所示,再增加一个钩码后,P点对应的刻度线如图 中的虚线cd所示.已知每个钩码质量均为50 g,重力加速度 g=9.8 m/s2.则被测弹簧的劲度系数为 70 N/m.
2 m长,截面积为0.05 cm2的比例系数为K2
1 m长,截面积为0.10 cm2的比例系数为K3
则K = 1
F x1 10.02 41 50 2 0N/m 6. 215 50N/m
K = 2
F x1 10.02 8 1 5 0 2 0N/m 1 26.2 5 150 N/m
1
1
∴K0=2.5×106 N/m
又金属细杆最大伸长量为xm=4×
1
1 000
m=4×10-3

m
所以金属细杆承受的最大拉力为
Fm=K0xm=2.5×106×4×10-3 N=104 N 答案 (1)正比 反比 (2)104
2.探究弹簧的弹性势能跟弹簧的形变量的关系
【例5】某同学为了研究弹簧的弹性势能Ep跟弹簧的形变量 x之间的关系,设计了这样一个实验:在固定于地面的光滑
⑤根据图线的特点,分析弹簧的弹力F与弹簧长度x的关系, 并得出实验结论. 以上步骤有3处不合理,请将不合理的地方找出来并进行修 正. 【思路剖析】 (1)弹簧的形变量是指什么? 答 指弹簧受到拉力或压力时的长度与弹簧原长的差值. (2)弹簧在使用时应注意些什么? 答 一定不能超出弹簧的弹性限度,因为超出了弹簧的弹性

高三物理二轮高频考点突破专题30-探究弹力和弹簧伸长量的关系

高三物理二轮高频考点突破专题30-探究弹力和弹簧伸长量的关系

A.将弹簧水平放置,测量其初始长度 L0
B.将弹簧竖直放置,测量其初始长度 L0
(2)在操作正确的条件下,根据实测数据,作出了物体重力 G 与弹簧长度 L 的关系图像,如图乙所示。则 弹簧的初始长度 L0 ___________cm;弹簧的劲度系数 k ___________N/m。
【答案】 B 20 100
2
2
(2)[2] 对托盘 A、竖直杆 B、水平横杆 H 与齿条 C 和重物整体研究,根据平衡条件得 mg=2F 弹簧弹力的胡克
定律公式,F=k△x,联立解得
k
mg d
(3)[3]
根据公式 k
mg d
所以
g m 所以θ-m 图像是一条过原点的倾斜直线,图像如图,其斜率 k kd
g kd
由图像可得 k
【答案】 d
2
mg d
157N / m (155N / m ~ 159N / m)
【详解】(1)[1] 由图乙可知,弹簧的形变量等于齿条 C 下降的距离,由于齿轮 D 与齿条 C 啮合,所以齿条 C
下降的距离等于齿轮 D 转过的弧长,根据数学知识可得: s d 即弹簧的变长 x s d
高考物理二轮高频考点专题突破
专题 30 探究弹力和弹簧伸长量的关系
专练目标
专练内容
目标 1
利用“竖置”弹簧探究弹力和弹簧伸缩量的关系(1T—4T)
目标 2
利用“斜置”弹簧探究弹力和弹簧伸缩量的关系(5T—6T)
目标 3
利用“平置”弹簧探究弹力和弹簧伸缩量的关系(7T—8T)
目标 4
探究弹簧“串并联”的弹力和弹簧伸长量的关系(9T—12T)
(2)[2][3]当弹簧处于原长时,弹力为零,则根据图可知 L0 =5cm 图像的函数表达式为 F k L L0 故图像的斜

实验二探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系

实验二探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系

实验二:探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系知识创新型实验。

例如设计型、开放型、探讨型实验等都有不同程度的创新,比如利用所学知识设计出很多测量重力加速度的实验方案。

其中,力学设计性实验在近年高考中有加强的趋势,应引起高度重视。

【实验目的】1.探索弹力与弹簧伸长的定量关系2.学习通过对实验数据的数学分析(列表法和图像法),探究弹簧产生的弹力与弹簧伸长之间的变化规律【实验原理】通常用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,弹簧受到拉力会伸长,平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等.这样弹力的大小可以通过测定外力而得出;弹簧的伸长量可用直尺测出.多测几组数据,用列表或作图的方法探索出弹力和弹簧伸长的定量关系.(弹簧受到拉力会伸长,平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等,弹簧的伸长越大;弹力也就越大。

)【实验器材】弹簧,相同质量的砝码若干,铁架台一个(用来悬挂弹簧),刻度尺。

【实验步骤】(1)将铁架台放在实验桌上,将弹簧悬挂在铁架台上。

弹簧竖直静止时,测出弹簧的原长l0,并填入实验记录中。

(2)依次在弹簧下挂上一个砝码、两个砝码、三个砝码……。

每次,在砝码处于静止状态时,测出弹簧的总长或伸长,并填入实验记录中。

(3)根据测得的数据,以力F为纵坐标,以弹簧的伸长量Δl为横坐标,根据表中所测数据在坐标纸上描点。

(4)作弹簧的F-Δl图像。

按照坐标图中各点的分布与走向,尝试作出一条平滑的曲线(包括直线)。

所画的点不一定正好在这条曲线上,但要注意使曲线两侧的点数大致相同。

(5)以弹簧的伸长为自变量,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……(6)解释函数表达式中常数的物理意义。

【实验数据记录和处理】弹簧原长l0=_______________m弹簧的弹力F(N)弹簧总长l(m)弹簧伸长Δl(m)123456【实验结论】弹簧弹力大小跟弹簧伸长长度的函数表达式。

可见,在弹簧的弹性限度内,弹簧的弹力跟弹簧的伸长量成正比(胡克定律)。

实验探究弹力和弹簧伸长量的关系

实验探究弹力和弹簧伸长量的关系

(4)若有一根合金丝的长度为20 cm,截面直径为
0.200 mm,使用中要求其伸长量不能超过原长的百分
之一,那么这根合金丝能承受的最大拉力为______N.
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解析 (2)由题目所给的数据分析可知:当力、直径
一定时,伸长量与长度成正比,当力、长度一定时,伸
长量与直径成反比,当长度、直径一定时,伸长量与力
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.
【误差分析】
1.弹簧拉力大小的不稳定会造成误差.因此,使弹簧 的悬挂端固定,另一端通过悬挂钩码来充当对弹簧 的拉力,待稳定后再读数可以提高实验的准确度.
2.尽量精确地测量弹簧的长度,也是减小实验误差 的基本方法.
3.描点、作图不准确.
砝码质量
0
m/×102 g
标尺刻度 15.00 x/×10-2 m
1.00 18.94
2.00 22.82
3.00 26.78
4.00 5.00 6.00 7.00 30.66 34.60 42.00 54.50
(1)根据所测数据,在图4坐标纸上作出弹簧指针所指 的标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线.
图6
解析 根据胡克定律F=k(h+L-L0)=kL+k(h-L0),从图 中知道当L=0时,F=10 N;当L=10 cm时,F=20 N;
将其代入方程联立得k=100 N/m,L0=15.0 cm.
答案 100
15.0
5.用纳米技术处理过的材料叫纳米材料,其性质与处 理前相比会发生很多变化.如机械性能会成倍地增 加,对光的反射能力会变得很低,熔点会大大地降 低,甚至有特殊的磁性质.现有一纳米合金丝,欲测 出其伸长量x与所受到的拉力F、长度L、截面直径 D的关系. (1)测量上述物理量需要的主要器材是:_______、 ________、___________等. (2)若实验中测量的数据如下表,根据这些数据请写 出x与F、L、D间的关系式:x=_________.(若用到 比例系数,可用k表示)

第二章 实验二探究弹力和弹簧伸长量的关系

第二章 实验二探究弹力和弹簧伸长量的关系

C.通过实验取得如下数据:
拉 伸 长度 长 力 250 N 500 N 750 N 直径 1 m 2.52 mm 0.4 mm 0.8 mm 1.2 mm
2 m 1 m 2.52 mm 3.57 mm 0.8 mm 1.6 mm 2.4 mm 0.2 mm 0.4 mm 0.6 mm
1 000 N 1.6 mm 3.2 mm 0.8 mm
A.增挂钩码时 Δl 与 F 成正比,而减挂钩码时 Δl 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
本题意在考查学生的识图、用图能力.图中两条
三、实验器材 铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角板、坐标纸、 重垂线. 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 2 所示,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.
D.同学们对实验数据进行分析、归纳后,对他们的假设进 行了补充、完善.
(1)上述科学探究活动中,属于“制定计划”和“搜集证 据”的环节分别是________、________. (2)请根据上述过程分析他们的假设是否全部正确?若有 错误或不足,请给予修正. ____________________.
二、实验原理 1.如图 1 所示,弹簧在下端悬挂钩码时 会伸长,平衡时弹簧产生的弹力与所 挂钩码的重力大小相等. 2.用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力下 的伸长量 x,建立坐标系,以纵坐标
图1

实验:弹簧弹力与伸长量的关系

实验:弹簧弹力与伸长量的关系

探究弹簧弹力和伸长量的关系【实验原理】1.弹簧受力会发生形变,形变的大小与受到的外力有关.沿着弹簧的方向拉弹簧,当形变稳定时,弹簧产生的弹力与使它发生形变的拉力在数值上是相等的.(注:弹簧质量不计)2.用悬挂法测量弹簧的弹力,运用的正是弹簧的弹力与挂在弹簧下面的钩码的重力相等.3.弹簧的长度可用刻度尺直接测出,伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算.这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系.即寻求F=kx的关系.【实验器材】弹簧、毫米刻度尺、铁架台、钩码若干、坐标纸.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2-4-1所示,将已知质量的钩码挂在弹簧的下端,在平衡时测量弹簧的总长度并测出钩码的重力,填写在记录表格里3.改变所挂钩码的质量,重复前面的实验过程多次.【实验数据的处理】1.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.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.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【实验误差的来源】1.弹簧长度的测量误差.2.描点画线的作图误差.【注意事项】1.所挂钩码不要过重,以免弹簧被过分拉伸,超出它的弹性限度.要注意观察,适可而止.2.每次所挂钩码的质量差尽量大一些,从而使坐标上描的点尽可能稀,使作出的图线更精确.3.测弹簧长度时,一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量,以免增大误差.4.描点画线时,使尽可能多的点落在线上不在线上的点均匀分布在线的两侧.5.记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位【巩固练习:】1.一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹力与弹簧长度的图象如图所示。

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实验目的
验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则
实验原理
当两个力共同作用使橡皮条伸长到结点O,一个力作用 也使橡皮条伸长到结点O时,这一个力就是前两个力的合力。
实验器材
方木板一块,白纸,弹簧秤(两 只),橡皮条,细绳套(两个), 三角板,刻度尺,图钉(几个), 细芯铅笔
实验步骤
1、用图钉把白纸钉在方木板上。 2、把方木板平放在桌面上,用图钉把橡皮条的一端固定在 A点,橡皮条的另一端拴上两个细绳套。 3、用两只弹簧秤分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条, 使橡皮条伸长,结点到达某一位置O 4、用铅笔描下结点O的位置和两条细绳套的方向,并记录 弹簧秤的读数,从力的作用点(位置O)沿着两条绳套的方 向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧秤的拉力F1和F2 的图示,并用平行四边形定则作出合力F的图示。 5、只用一只弹簧秤通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的 位置O,记下弹簧秤的读数和细绳的方向。用刻度尺从O点 按同样的标度沿记录的方向作出这只弹簧秤的拉力F’的图示。 6、比较一下力F’与用平行四边形定则求出的合力F的大小 和方向在实验误差允许的范围内是否相同。 7、改变两个力F1和F2的大小和夹角,再重复实验两次。
4、弹簧秤在使用前应将其水平放置。然后检查、校正零点。将两 弹簧秤互相钩着水平拉伸。选择两只读数完全一致的弹簧秤使用。 5、施拉力时要沿弹簧秤轴线方向。应尽量位于纸面平行的同一 平面内。 6、使用弹簧秤测力时,拉力适当的大一些。 7、画力的图示时应选择适当的标度。尽量使图画得大一些。要严 格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形,求出合力。
实验:弹力与弹簧伸长量的关系
实验目的
1、探究弹力与 弹簧伸长 的定量关系。 2、学会利用图象研究两个物理量之间 的关系的方法。
实验原理
1、如图所示,弹簧在下端悬挂钩 码时会伸长,平衡时弹簧产生的弹 力与 所挂钩码的重力 大小相等。 2、用刻度尺测出弹簧在不同的钩码拉力下的伸长量x,建 立坐标系,以纵坐标表示弹力大小F,以横坐标表示弹簧的 伸长量x,在坐标系中描写实验所测得的各组(x,F)对应 的点,用 平滑 的曲线连接起来,根据实验所得的图线, 就可探知弹力大小与伸长量间的关系。
9、解释函数表达式中常数的物理意义。
实验现象及注意事项
1、随着所挂钩码数量的增多,弹簧会越来越长,实验时, 弹簧下端所挂钩码不宜太多,以免超出弹簧的弹性限度。
2、在建立坐标系描点时,我们要探求的是弹簧的伸长量 与弹力大小的关系,而不是弹簧的总长度。
3、实验中外力的大小(即钩码的重力)与弹力的大小是相 等的。
实验器材
轻质弹簧(一根),钩码(一 盒),刻度尺,铁架台,重垂线, 坐标纸,三角板
实验步骤
1、如图所示,将铁架台放于桌面上(固定好),将弹簧的 一端固定于铁架台的横梁上,在挨近弹簧处将刻度尺(最小 分度为mm)固定于铁架台上,并用 重垂线 检查刻度尺 是否竖直。 2、记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度L0 3、在弹簧下端挂上一个钩码,待钩码静止后,记下弹簧 下端所对应的刻度L1 4、用上面方法,记下弹簧下端挂2个、3个、4个… …钩码 时,弹簧下端所对应的刻度L2、L3、L4 … …,并将所得数 据记录在表格中
Key:CD
2、在《验证力的平行四边形定则》实验中,如图 所示,使弹簧秤b按图示位置开始顺时针方向缓慢 转动90°角,在这个过程中保持O点位置不动,a弹 簧秤的拉伸方向不变,则整个过程中关于a、b弹簧 秤的读数变化是( ) A.a增大,b减小 B.a减小,b减小 C.a减小,b先减小后增大 D.a先小后增大 Key:C
思考: 如果在实验过程中,为了保证弹簧秤的拉力 尽量位于与纸面平行的同一平面内,而使弹簧秤 的外壳与纸面有摩擦,这个现象对实验结果形成 系统误差吗?为什么? 不会。
1、在《验证力的平行四边形定则》的实验中,橡皮条的一端 固定在木板上,用两个弹簧秤把橡皮的另一端拉到某一确定 的O点,以下操作中错误的是( ) A.同一次实验过程中,O点的位置不允许变动 B.实验中,弹簧秤必须保持与木板平行,读数时视线要正对 弹簧秤刻度 C.实验中,先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程, 然后只需调节另一弹簧秤的大小和方向,把橡皮条的另一端 拉到O点 D.实验中,把橡皮条的另一端拉到O点时,两个弹簧秤之间夹 角应取90°,以便于算出合力大小
例题:某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”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,挂上砝 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,由于弹簧自身重力的影响,最 后画出的图线可能是下图中的哪一个( C )
实验:验证力的平行四边形定则
注意事项
1、不要直接以橡皮条端点为结点。可拴一短细绳,再连两细绳套, 以三绳交点为结点,应使结点小些。以便准确地记录结点O的位 置。
2、不要用老化的橡皮条。检查方法是用一个弹簧秤拉橡皮条。要 反复做几次使橡皮条拉伸到相同的长度看弹簧秤读数有无变化。 3、A点应选在靠近木板上边中点为宜。以使O点能确定在纸的上 侧。结点O的定位要力求准确。同一次实验中橡皮条拉长后的结 点位置O必须保持不变。
Key:B
3、在“验证力的平行四边形法则”实验中,如图所 示,用AB两弹簧秤拉橡皮条结点O,使其位于E处, 此时(α+ β) = 900,然后保持A的读数不变,当α角 由图中所示的β角 B、减小B的读数,减小β角 C、减小B的读数,增大β角 D、增大B的读数,增大β角
5、用xn=Ln-L0计算出弹簧 挂1个、2个、3个… …钩码 时弹簧的伸长量,并根据当 地重力加速度值g,计算出 所挂钩码的总重力,这个总 重力就等于 弹簧弹力 的大 小,将所得数据填入表格。 6、根据所测数据在坐标纸上描点,最好以弹簧弹力为纵坐标, 以弹簧的伸长量为横坐标。 7、按照图中各点的分布与走向,尝试作出一条平滑的曲线 (包括直线)。所画的点不一定正好都在这条曲线上,但要注 意使曲线两侧的点数大致相同。 8、以弹簧的伸长为自变量,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。
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