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1、实验：探究弹力和弹簧伸长的关系弹力和弹簧的伸长有什么关系呢？(1)弹力大小与弹簧长度成正比；(2)弹力大小与弹簧的伸长量成正比；(3)弹力大小与弹簧伸长量的平方成正比。【进行猜想】为了验证哪种猜测是对的，需要测量什么量？弹力和弹簧的伸长量各是怎样测量的？应该选用哪些实验器材？实验步骤怎样？怎样进行数据处理？应该注意哪些事项？思考1.探究弹力和弹簧伸长量之间的关系。2.掌握利用图像研究两个物理量之间关系的方法。(重点)1.如图所示,在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长,平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等.2.弹簧的长度可用刻度尺直接测出,伸长量可以由拉
2、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了.【实验原理】铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角板、坐标纸、重垂线、铅笔.【实验器材】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,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.【实验步骤】钩码个数长度伸长量x弹力F0l0=1l1=x1=l1-l0F1=2l2=x2=l2-l0F2=3l3=x3=l3-l0F3=............3.改变所挂钩码的
3、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.点击鼠标，动手尝试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.【数据处理】在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长(或缩短)量x成正比。即F=kx1.式中比例系数
4、k称为弹簧的劲度系数。2.不同的弹簧，其劲度系数一般是不同的。3.影响k的因素：材料、粗细、长度、匝数4.胡克定律通常用来计算弹簧弹力的大小。【实验结论】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、作图不准确会造成误差.【误差分析】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的间距尽可能大,这样作出的图线更
5、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.【注意事项】4.描点画线时,所描的点不一定都落在曲线上,但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧.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.在物理学中经常用图像处理物理问题，应用图像的好处是直观、方便，根据已知数据选择坐标轴的标度是作好图像的关键.作图像的方法是：用平滑的曲线(或直线)将坐标纸上的各点连结起来，若是直线，应使各点均匀分布于直线上或直线两侧，偏离直线太大的点应舍弃，有时可以通过改变物理量的方法，把曲线变为直线，使图像更直观.【方法技巧】【典例1】一个
6、实验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”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像如图所示，下列表述正确的是()A.a的原长比b的长B.a的劲度系数比b的大C.a的劲度系数比b的小D.测得的弹力与弹簧的长度成正比B【典例2】某同学用如图所示装置做探究弹力和弹簧伸长量的关系的实验.他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,然后在弹簧下端挂上砝码,并逐个增加砝码,测出指针所指的标尺刻度,所得数据列表如下:(重力加速度g=9.8m/s2)(1)根据所测数据,在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.砝码质量m/×1
7、02g01.002.003.004.005.006.007.00标尺刻度x/×10-2m15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.0054.50(2)根据所测得的数据和关系曲线可以判断,在_____范围内,弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律.这种规格弹簧劲度系数为________N/m.【解题指导】(1)在坐标纸上描点，然后根据各点的分布与走向,用平滑的曲线(或直线)连接各点.(2)满足胡克定律的应是图形中的直线部分.解析:(1)如图所示(2)根据图形可以看出，当m≤5.00×102g=0.5kg时,标尺刻度x与砝码质量m成一次函
8、数关系,所以当F=mg≤4.9N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律.图线斜
