1、相 互 作 用,第 二 章,实验二探究弹力和弹簧伸长的关系,基础知识梳理,一、实验目的(1)探究弹力与_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。二、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_大小相等。,弹簧伸长,钩码总重力,平滑的曲线,三、实验器材除轻质弹簧(一根)，钩码(一盒)，刻度尺，铁架台外，还需_，_三角板。四、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，在靠近弹簧处将刻度尺(分度值为1mm)固定于铁架台上，并用_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。,重锤线
2、,坐标纸,重锤线,(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。(5)用xnLnL0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_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_为纵坐标，以弹簧的_为横坐标。,弹力,弹力F,伸长量x,(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
3、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。(9)解释函数表达式中常数的物理意义。五、误差分析1钩码标值不准确，弹簧长度测量不准确带来误差。2画图时描点及连线不准确也会带来误差。,六、注意事项1安装实验装置：要保持刻度尺竖直并靠近弹簧。2不要超过弹性限度：实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免超过弹簧的弹性限度。3尽量多测几组数据：要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据。4观察所描点的走向：不要画折线。5统一单位：记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位。,核心考点突破,教材原型实验,(1)请在图乙中描点作图，画出钩码个数n与弹簧末端
4、指针位置x的关系图线。,(2)已知每个钩码的质量为50g，重力加速度g9.8m/s2。根据图线可计算该弹簧的劲度系数k_N/m(结果保留三位有效数字)(3)由于弹簧自身有重量，小明在测量时没有考虑弹簧自重，这样导致劲度系数的测量值与真实值相比_(填“偏大”“偏小”“相等”)。答案：(1)如图所示,24.5,相等,作图的规则：要在坐标轴上标明轴名、单位，恰当地选取纵轴、横轴的标度，并根据数据特点正确确定坐标起点，使所作出的图象几乎占满整个坐标图纸。若弹簧原长较长，则横坐标起点可以不从零开始选择。作图线时，尽可能使直线通过较多坐标描点，不在直线上的点也要尽可能对称分布在直线的两侧(若有个别点偏离太
5、远，则是因偶然误差太大所致，应舍去)。要注意坐标轴代表的物理量的意义，注意分析图象的斜率、截距的意义。,类题演练 1 ,拉力太大，超过了弹簧的弹性限度,1.0,A,解析图线向上弯曲的原因是拉力超出了弹簧的弹性限度，注意该图象中纵坐标为伸长量，横坐标为拉力，斜率的倒数为劲度系数，由此可求出kB1.0N/cm，由于A的劲度系数小，因此以A制成的测力计精确度较高。,(2017湖北襄阳五中模拟)在探究弹力和弹簧伸长的关系时，某同学把两根轻质弹簧如图甲连接起来进行探究。,类题演练 2 ,(1)某次测量时如图乙所示，指针示数为_cm。(2)在弹性限度内，将50g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数
6、LA和LB如下表。用表中数据计算弹簧的劲度系数为_N/m(g取10m/s2)(计算结果保留小数点后两位)。由表中数据_(填“能”或“不能”)计算出弹簧的劲度系数。,16.00,12.66,能,本实验一般是在教材实验原理的基础上设计新情景进行考查，因此，要在教材实验的基础上注重迁移创新能力的培养，善于用教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题。,实验拓展创新,该同学取一段金属丝水平固定在固定装置上，将一重物挂在金属丝的中点，其中点发生了一个微小下移h(横截面面积的变化可忽略不计)。用螺旋测微器测得金属丝的直径为D；用游标卡尺测得微小下移量为h；用米尺测得金属丝的原长为2L；用天平测出重物的质量m(
7、不超量程)。用游标卡尺测长度时如图乙所示，图丙是图乙的放大图(放大对齐刻度线附近的部分)，读数是_mm。,8.94,类题演练 3 ,(1)某同学通过以上实验测量后把6组实验数据描点在坐标系图乙中，请作出FL图线。(2)由此图线可得出该弹簧的原长L0_cm，劲度系数k_ N/m。(3)试根据该同学以上的实验情况，帮他设计一个记录实验数据的表格。(不必填写其实验测得的具体数据)(4)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较，优点在于：_；缺点在于：_。,5,20,可以避免弹簧自身重力对实验的影响,弹簧与刻度尺及绳子与滑轮间存在的摩擦会造成实验误差,答案：(1)见解析(3)见解析解析(1)作出FL图线，如图所示。,(3)记录实验数据的表格为：(4)弹簧水平放置的优点在于：可以避免弹簧自身重力对实验的影响：缺点在于：弹簧与刻度尺及绳子与滑轮间存在的摩擦会造成实验误差。,
