1、实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系1实验目的(1)探究弹力与弹簧的伸长量的定量关系(2)学会利用图象研究两个物理量之间的关系的方法智浪教育-普惠英才文库2实验原理(1)如图 S21 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重力大小相等图S21智浪教育-普惠英才文库(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，在坐标系中描出实验所测得的各组(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，就可探究弹力大小与伸长量之间的关系3实验器材轻质弹簧(一根)、钩码(一盒)、刻度尺、铁架台、重锤线、坐标纸、三
2、角板等智浪教育-普惠英才文库4实验步骤(1)如图S22 所示，将铁架台放在桌面上(固定好)，将弹簧的一端固定在铁架台的横梁上，在接近弹簧处将刻度尺(最小分度为 1 mm)固定于铁架台上，并检查刻度尺是否竖直图S22(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，记下静止时弹簧所对应的刻度L1.智浪教育-普惠英才文库钩码个数刻度伸长量 x弹力 F01236L0L1L2L3L6x1L1L0 x2L2L0 x3L3L0 x6L6L0F1F2F3F6(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.智浪
3、教育-普惠英才文库(5)用 xnLn 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5数据处理(1)建立坐标系：标明横轴和纵轴所表示的物理量及单位(2)标度：标度要适当，让所得到的图线布满整个坐标系(3)描点：描点时要留下痕迹(4)连线：让尽可能多的点落在同一直线上，让其余的点落在直线的两侧，误差较大的点舍弃(5)根据图象作出结论智浪教育-普惠英才文库题组1对应考点11(双选，2010年深圳联考)如图S23甲所示，一个弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连当对弹簧施加变化的
4、作用力(拉力或压力)时，在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象，如图S23乙所示则下列判断正确的是()A弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比B弹力增加量与对应的弹簧长度成正比C该弹簧的劲度系数是 200 N/mD该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变图S23智浪教育-普惠英才文库答案：CD智浪教育-普惠英才文库2某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧竖直悬挂于某一深度为 h25.0 cm，且开口向下的小筒中(没有外力作用时弹簧的下部分位于筒内，但测力计可以同弹簧的下端接触)，如图S24甲所示，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端弹簧的长度l，现要测出弹簧的原
5、长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变l而测出对应的弹力F，作出Fl变化的图线如图S24乙所示，则弹簧的劲度系数为_N/m，弹簧的原长 l0_m.图S24智浪教育-普惠英才文库答案：100 0.15智浪教育-普惠英才文库题型 探究弹力与弹簧伸长的关系【例题】(2010 年福建卷)某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系实验时，将原长约 200 mm 的橡皮筋上端固定，在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码(质量均为 20 g)，每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量；当挂上 10 只钩码后，再逐一把钩码取下，每取下一只钩码，也记下对应的橡皮筋伸长量根据测量数据，作出增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长
6、量l 与拉力F关系的图象如图S25所示从图象中可以得出_(填选项前的字母)智浪教育-普惠英才文库图S25A增挂钩码时l与F成正比，而减挂钩码时l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智浪教育-普惠英才文库思路点拨：本题属于中等题，解题的关键在于弄清为什么两条图象会错开实验中由于增挂钩码时所挂钩码数过多，导致橡皮筋超出弹性限度，弹簧无法及时恢复原长，两条图象才会出现差异答案：D智浪教育-普惠英才文库1(2011年安徽卷)为了测量某一弹簧的劲度系数，
7、将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码实验测出了砝码的质量 m 与弹簧长度 l 的相应数据，对应点已在图 S26上标出(取 g9.8 m/s2)图S26(1)作出 ml 的关系图线(2)弹簧的劲度系数为_N/m.智浪教育-普惠英才文库答案：(1)如图13所示图13(2)0.2480.262 均可智浪教育-普惠英才文库1(2010 年浙江卷)在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”实验中，甲、乙两位同学选用不同的橡皮绳代替弹簧，为测量橡皮绳的劲度系数，他们在橡皮绳下端依次逐个挂上钩码(每个钩码的质量均为m0.1 kg，取 g10 m/s2)，并记录绳下端的坐标 X加 i(下标i表示挂在绳下
8、端钩码个数)然后逐个拿下钩码，同样记录绳下端的坐标 X减 i，绳下端坐标的平均值 XiX加 iX减 i2的数据如下表：智浪教育-普惠英才文库挂在橡皮绳下端的钩码个数橡皮绳下端的坐标 Xi/mm甲乙1216.5216.52246.7232.03284.0246.54335.0264.25394.5281.36462.0301.0智浪教育-普惠英才文库(1)同一橡皮绳的 X加 i_(填“大于”或“小于”)X减 i.(2)_(填“甲”或“乙”)同学的数据更符合实验要求(3)选择一组数据用作图法得出该橡皮绳的劲度系数k(N/m)(4)为了更好的测量劲度系数，在选用钩码时需考虑的因素有哪些？智浪教育-普惠英才文库挂在橡皮绳下端的钩码个数改变量(XnX1)/mm甲乙1230.215.5367.530.04118.547.75178.064.86245.584.5答案：(1)小于(2)乙(3)由所给数据的改变量如下表所示：智浪教育-普惠英才文库由上表作图得：图14图15由图 14 可知k乙5770 N/m对于甲同学的数据，因为只有前几个数据可以在弹性范围内，由图15中切线的斜率得k甲2534 N/m.(4)尽可能使伸长量在弹性范围内，同时有足够大的伸长量，以减小长度测量的误差智浪教育-普惠英才文库
