《2018版 第4章 實(shí)驗(yàn)：探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018版 第4章 實(shí)驗(yàn)：探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系（6頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2021版第4章實(shí)驗(yàn):探究彈力 和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)：探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1探究彈簧伸長(zhǎng)量與彈力之間的關(guān)系. 2 ?學(xué)會(huì)利用列表法、圖象法、函數(shù)法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù). 二、 實(shí)驗(yàn)原理 1. 用懸掛法測(cè)量彈簧的彈力F 彈簧下端懸掛的鉤碼靜止時(shí)，彈力大小與所掛的鉤碼的重力相等，即F= mg. 2. 測(cè)出彈簧的伸長(zhǎng)量x 彈簧的原長(zhǎng)10與掛上鉤碼后彈簧的長(zhǎng)度l可以用刻度尺測(cè)出，其伸長(zhǎng)量x= Io? 3. 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系 建立坐標(biāo)系，以縱坐標(biāo)表示彈力大小F以橫坐標(biāo)表示彈簧的伸長(zhǎng)量x,在 坐標(biāo)系中描出實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的各組(x, F)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，用平滑的曲線連接

2、起來(lái)，根據(jù) 實(shí)驗(yàn)所得的圖線，就可探知彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系. 三、 實(shí)驗(yàn)器材 鐵架臺(tái)、下端帶掛鉤的彈簧、鉤碼、刻度尺、坐標(biāo)紙. 一、實(shí)驗(yàn)步驟 1 ?如圖1所示，將彈簧上端固定在鐵架臺(tái)上，在彈簧旁邊固定一刻度尺， 刻度尺的零刻度線與彈簧的上端重合?讀出彈簧的原長(zhǎng)10填入下表. 圖1 2 ?在彈簧下掛一個(gè)鉤碼，測(cè)出彈簧的總長(zhǎng)度-然后再在彈簧下掛一個(gè)鉤碼， 測(cè)出彈簧的總長(zhǎng)度12……將各次彈簧總長(zhǎng)度計(jì)入下表相應(yīng)的表格內(nèi). 3 ?根據(jù)每個(gè)鉤碼的質(zhì)量計(jì)算出其重力?彈簧的彈力的大小等于所掛鉤碼的 重力，即F]=mg、F2=2mg、F=3mg……將各次彈簧彈力大小填入下表相應(yīng) 表格內(nèi). 實(shí)驗(yàn)次

3、數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 拉力F/N 彈簧總長(zhǎng)度l/cm 彈簧伸長(zhǎng)x/cm 彈簧原長(zhǎng)l0cm 二、 數(shù)據(jù)處理 1?圖像法：以彈力F（大小等于所掛鉤碼的重力）為縱坐標(biāo)，以彈簧的伸長(zhǎng)量 x為橫坐標(biāo),用描點(diǎn)法作圖?連接各點(diǎn)，得出彈力F隨彈簧伸長(zhǎng)量x變化的圖線?可 以發(fā)現(xiàn)F-x圖線是一條過(guò)原點(diǎn)的直線. 2.函數(shù)法：彈力F與彈簧的伸長(zhǎng)量x應(yīng)滿足函數(shù)F=k的關(guān)系. 三、 誤差分析 四、 考前須知 1?所掛鉤碼不要過(guò)重，以免彈簧超出它的彈性限度. 2?

4、每次所掛鉤碼的質(zhì)量差盡量大一些，從而使坐標(biāo)上描的點(diǎn)盡可能稀，這 樣作出的圖線更精確. 3?測(cè)彈簧長(zhǎng)度時(shí)，一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時(shí)測(cè)量. 4?記錄數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力及彈簧伸長(zhǎng)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系及單位. 5?盡量選用輕質(zhì)彈簧以便能忽略自身重力的影響. 實(shí)驗(yàn)探究1實(shí)驗(yàn)器材和步驟 例 某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系〃的實(shí)驗(yàn). 圖2 ① 圖2甲是不掛鉤碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，其示數(shù)為7.73 cm； 圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量AZ為 cm； ② 本實(shí)驗(yàn)通過(guò)在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來(lái)改變彈簧的彈力，關(guān)于此操作， 以下選項(xiàng)中標(biāo)準(zhǔn)的做法

5、是 ;（填選項(xiàng)前的字母） A. 逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤 碼總重 B. 隨意增減鉤碼，記下增減鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重 ③ 圖丙是該同學(xué)描繪的彈簧的伸長(zhǎng)量Al與彈力F的關(guān)系圖線，圖線的AB 段明顯偏離直線0A,造成這種現(xiàn)象的主要原因是 【解析】 ①?gòu)椈缮扉L(zhǎng)后的總長(zhǎng)度為14.66 cm ,那么伸長(zhǎng)量Al = 14.66 cm - 7.73 cm = 6.93 cm. ②逐一增掛鉤碼■便于有規(guī)律地描點(diǎn)作圖■也可防止因隨意增加鉤碼過(guò)多超 過(guò)彈簧的彈性限度而損壞彈簧. ③AB段明顯偏離OA，伸長(zhǎng)量Al不再與彈力F成正比，是超出彈簧的

6、彈性 限度造 【答案】 @6.93②A③彈簧受到的拉力超過(guò)了其彈性限度 實(shí)驗(yàn)探究2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理 某同學(xué)在探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系時(shí)，設(shè)計(jì)了如圖3甲所示的 實(shí)驗(yàn)裝置?他先測(cè)出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長(zhǎng)度，然后在彈簧下端依次掛1、2、 3、4、5個(gè)鉤碼,待靜止時(shí)，測(cè)出彈簧相應(yīng)的總長(zhǎng)度?每只鉤碼的質(zhì)量都是10 g實(shí) 驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示.（彈力始終未超出彈簧的彈性限度，g取10 N/kg） 鉤碼質(zhì)量/g 0 10 20 30 40 50 彈簧總長(zhǎng)度/cm 彈力大小/N 0 甲 乙 圖3 ⑴試根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在

7、圖乙所示的坐標(biāo)紙上作出彈簧彈力大小F跟彈 簧總長(zhǎng)度l之間的函數(shù)關(guān)系圖象. ⑵圖象在l軸上的截距的物理意義是 ?該彈簧的勁度系數(shù) k = N/m. 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：21862022】 【解析】 ⑴根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)、連線，所得F-l圖象如下圖. ⑵圖象在l軸上的截距表示彈簧原長(zhǎng).由圖象可知”彈簧的勁度系數(shù)應(yīng)等于 線的斜率，即k= AF =20 N/m. 【答案】 ⑴見(jiàn)解析圖（2）表示彈簧原長(zhǎng)20 實(shí)驗(yàn)探究3創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 某實(shí)驗(yàn)小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長(zhǎng)度（圈數(shù)）的關(guān)系?實(shí)驗(yàn) 裝置如圖4所示：一均勻長(zhǎng)彈簧豎直懸掛，7個(gè)指針P0、P］、P2、P3、P4、P5、 P6分別

8、固定在彈簧上距懸點(diǎn)0、10、20、30、40、50、60圈處；通過(guò)旁邊豎直 放置的刻度尺，可以讀出指針的位置，P0指向0刻度?設(shè)彈簧下端未掛重物時(shí), 各指針的位置記為x0；掛有質(zhì)量為0.100 kg的砝碼時(shí)，各指針的位置記為x?測(cè) 量結(jié)果及局部計(jì)算結(jié)果如下表所示（n為彈簧的圈數(shù)，取重力加速度為 9.80 m/s2）.實(shí)驗(yàn)所用彈簧總?cè)?shù)為60,整個(gè)彈簧的自由長(zhǎng)度為11.88 cm. P1 P2 P3 P4 P5 P6 x°(cm) x(cm) n 10 20 30 40 50 60 k(N/m) 163 ①

9、 1/ “ k(m/N) 0.006 1 ② 0.017 9 0.022 9 0.029 6 0.034 7 （1）將表中數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整： 1 1 ⑵以n為橫坐標(biāo)，半為縱坐標(biāo)，在圖5給出的坐標(biāo)紙上畫(huà)出k"圖象. 圖5 ⑶圖5中畫(huà)出的直線可近似認(rèn)為通過(guò)原點(diǎn)?假設(shè)從實(shí)驗(yàn)中所用的彈簧截取 圈數(shù)為n的一段彈簧，該彈簧的勁度系數(shù)k與其圈數(shù)n的關(guān)系的表達(dá)式為k= N/m； 該彈簧的勁度系數(shù)k與其自由長(zhǎng)度10（單位為m）的關(guān)系的表達(dá)式為k= N/m. mg錯(cuò)誤! 【解析】 ⑴根據(jù)胡克定律有mg = k（x - x0），解得 k = = N/m~81?7 N/m , |^0.012 2 m/N. (2) 1 - n圖象如下圖 (3) 根據(jù)圖象可知，k與n的關(guān)系表達(dá)式為“錯(cuò)誤！ ,k與lo的關(guān)系表達(dá) 式為k=,l0)? 【答案】(1)81.7 0.012 2 (2)!-n圖象如下圖 ⑶錯(cuò)誤!錯(cuò)誤！錯(cuò)誤!錯(cuò)誤！