练习15-2探究弹力与弹簧伸长的关系.doc

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1、练习15-2探究弹力与弹簧伸长的关系班级姓名学号日期重点内容:1.实验目的探究弹力与弹簧伸长的关系,得出胡克定律。2.实验原理实验装置如图所示。将弹簧竖直悬挂,在下端悬挂不同数量的钩码施加不同的外力,用刻度尺测量弹簧原长及各次的弹簧长度,计算出弹簧伸长量。绘制弹簧弹力与伸长量关系的F-x图像得出规律并通过图像计算弹簧的劲度系数。3.实验器材铁架台,钩码,刻度尺,弹簧,铁棒,夹子。4.实验步骤(1)安装实验装置,测量弹簧原长。(2)利用刻度尺测量悬挂1、2、3……个钩码时的弹簧长度。(3)记录各次钩码质量和弹簧长度。计算各次钩码重力及弹簧的伸长量。(4)

2、整理实验器材,并放回原处。5.数据处理利用记录的各次悬挂钩码的重力和弹簧伸长量,作出F-x图象,判断两者关系。利用图像求出斜率,得出弹簧的劲度系数。6.注意事项(1)安装实验装置时,应将刻度尺零刻线与弹簧上端悬挂点对齐竖直放置,并与装置固定,在实验中不要再发生移动。(2)悬挂钩码时,注意不要使弹簧超出弹性限度。(3)计算钩码重力时,g应取当地重力加速度。7.误差分析本实验的误差主要是刻度尺的读数误差。8.其他说明(1)弹簧的劲度系数可以通过计算图像的斜率得到。从理论而言,绘制出的弹簧弹力与伸长量关系的图像应是过原点的直线,但因任何实验均存在误差,因此拟

3、合后的图线很可能并不是严格经过坐标系原点的。因此在求一条线性图线(直线)的斜率时,都应在这条拟合线上取出两点(非原数据点)坐标计算得到。(2)实验时应在悬挂弹簧后测量其原长,否则绘制出的弹簧弹力与弹簧伸长量的关系图像可能不经过原点,而交于横轴。(3)本实验若绘制出弹簧弹力与弹簧长度的关系图像,应是一条与横轴相交的直线,而该图线的斜率仍然是弹簧的劲度系数。针对练习1.在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中,将弹簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的.用记录的外力F与弹簧的形变量x作

4、出的F-x图线如图所示,由图可知弹簧的劲度系数为。图线不过原点的原因是由于。1.答案:200N/m;弹簧有自重。L/10-2mF/N56789101.61.20.80.402.某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中,设计了如左图所示的实验装置。所用的钩码每只的质量都是30.0g,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。(弹力始终未超过弹性限度,取g=9.8m/s2)(1)试根据这些实验数据在右图给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长L之间的函数关系图线,说明图线跟

5、坐标轴交点的物理意义。(2)上一问所得图线的物理意义是什么?该弹簧的劲度k是多大?砝码质量(g)030.060.090.0120.0150.0弹簧总长(cm)6.007.158.349.4810.6411.79弹力大小(N)2.答案:(1)弹簧原长;(2)弹簧的长度与弹簧受力呈线性关系;k=25N/m。弹力大小(N)00.2940.5880.8821.181.47x/10-2mF/N56789101.61.20.80.403.在探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中:(1)将弹簧的上端O点固定悬吊在铁架台上,旁边置一刻度尺。刻度尺的零刻线跟O点对齐,在弹簧的

6、下部A处做一标记,如固定一个指针。在弹簧下端的挂钩上挂上钩码(每个钩码的质量都是50g),指针在刻度尺上指示的刻度为x。逐个增加所挂钩码的个数,刻度x随挂钩上的钩码重量F而变化,几次实验测得相应的F、x各点描绘在图中。请在图中描绘出x随F变化的图象。由图象得出弹簧的劲度系数kA=N/m。(结果取2位有效数字);此弹簧的弹力大小F跟弹簧伸长Δx的关系是。(2)如果将指针固定在A点的下方P处,再做出x随F变化的图象,得出弹簧的劲度系数与kA相比,可能是()A.大于kAB.等于kAC.小于kAD.无法确定(3)如果将指针固定在A点的上方Q处,再做出x随F变化

7、的图象,得出弹簧的劲度系数与kA相比,可能是()A.大于kAB等于kAC.小于kAD.无法确定3.答案:(1)图略;42±2;F=42△x(或F=kA△x);(2)B;(3)A4.某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系,并测弹簧的劲度系数k。做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上,然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧,并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。当弹簧自然下垂时,指针指示的刻度数值记作L0,弹簧下端挂一个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L1;弹簧下端挂两个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L2;……;挂七个50g的砝码时,指

8、针指示的刻度数值记作L7。①下表记录的是该同学已测出的6个值,其中有两个数值在记录时有误,它们

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