实验 探究弹力与弹簧伸长量的关系

1 实验二 探究弹力和弹簧伸长量的关系

班级_______________ 姓名_______________时间______________

一、实验目的

1．探究弹力和弹簧伸长量的关系．

2．学会利用图象法处理实验数据，探究物理规律．

二、实验原理

1．如图1所示，弹簧在下端悬挂钩码时会伸长，平衡时弹簧产生的

弹力与所挂钩码的重力大小相等．

2．用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力下的伸长量x，建立直角坐标

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，就可探知弹力大小与伸长量间的关系．

三、实验器材

__________________、____________、____________、____________、

____________、____________、____________

四、实验步骤

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________________________，即原长．

2．如图所示，在弹簧下端挂质量为m1的钩码，测出此时弹簧的长度l1，记录m1和l1，填入自己设计的表格中．

3．改变所挂钩码的质量，测出对应的弹簧长度，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.

钩码个数 长度 伸长量x 钩码质量m 弹力F

0 —— —— ——

1

2

3

4

5

⋮ ⋮ ⋮ ⋮ ⋮

2 五、数据处理

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，写出图线所代表的函数．首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数．

第 1 页 共 10 页 实验：探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系

实验目标：

1．知道科学探究的过程，探究弹力与弹簧伸长量之间的关系。

2．学会利用列表法、图像法、函数法处理实验数据。

3．能根据F­x、F­l图像求弹簧的劲度系数。

一、实验原理和方法

1．用悬挂法测量弹簧的弹力F

弹簧下端悬挂的钩码静止时，弹力大小与所挂的钩码的重力相等，即F＝mg。

2．测出弹簧的伸长量x

弹簧的原长l0与挂上钩码后弹簧的长度l可以用刻度尺测出，其伸长量x＝l－l0。

3．探究弹力和弹簧伸长量的关系

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，就可探知弹力和弹簧伸长量的关系。

二、实验器材

铁架台、下端带挂钩的弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸。

三、实验步骤

1．如图所示，将弹簧上端固定在铁架台上，在弹簧旁边固定一刻度尺，刻度尺的零刻度线与弹簧的上端重合。读出弹簧的原长l0填入下表。

第 2 页 共 10 页 2．在弹簧下挂一个钩码，测出弹簧的总长度l1。然后再在弹簧下挂一个钩码，测出弹簧的总长度l2……将各次弹簧总长度计入下表相应的表格内。

3．根据每个钩码的质量计算出其重力。弹簧的弹力的大小等于所挂钩码的重力，即F1＝mg、F2＝2mg、F3＝3mg……将各次弹簧弹力大小填入下表相应表格内。

实验次数 1 2 3 4 5 6

7

弹力F/N

弹簧总长度l/cm

弹簧的伸长量x/cm

弹簧原长l0/cm

四、数据处理

1．图像法

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。可以发现F­x图线是一条过原点的直线。

实验：探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系

【学习素养·明目标】

物理观念：

1.探究弹簧伸长量与弹力之间的关系.

2.学会利用列表法、图像法、函数法处理实验数据．

一、实验原理和方法

1．用悬挂法测量弹簧的弹力F

弹簧下端悬挂的钩码静止时，弹力大小与所挂的钩码的重力相等，即F＝mg.

2．测出弹簧的伸长量x

弹簧的原长l0与挂上钩码后弹簧的长度l可以用刻度尺测出，其伸长量x＝l－l0.

3．探究弹力和弹簧伸长量的关系

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，就可探知弹力和弹簧伸长量的关系．

二、实验器材

铁架台、下端带挂钩的弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸．

三、实验步骤

1．如图所示，将弹簧上端固定在铁架台上，在弹簧旁边固定一刻度尺，刻度尺的零刻度线与弹簧的上端重合．读出弹簧的原长l0填入下表．

2．在弹簧下挂一个钩码，测出弹簧的总长度l1.然后再在弹簧下挂一个钩码，测出弹簧的总长度l2……将各次弹簧总长度计入下表相应的表格内．

3．根据每个钩码的质量计算出其重力．弹簧的弹力的大小等于所挂钩码的重力，即F1＝mg、F2＝2mg、F3＝3mg……将各次弹簧弹力大小填入下表相应表格内．

实验次数 1 2 3 4 5 6

7

拉力F/N

弹簧总长度l/cm

弹簧伸长x/cm

弹簧原长l0/cm

四、数据处理

1．图像法

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．可以发现F­x图线是一条过原点的直线．

2．函数法

弹力F与弹簧的伸长量x应满足函数F＝kx的关系．

五、误差分析

产生原因 减小方法

偶然误差 测弹簧长度的读数不准 钩码静止，眼睛平视

描点画图不准 点描小些，画图时点尽可能在线上，不在线上的点尽可能分布在线的两侧

《探究弹簧弹力与伸长量的关系》实验报告

班级： 姓名：

【实验目的】

探索弹力与弹簧伸长的定量关系，并学习所用的科学方法

【实验器材】

① 弹簧一根（弹簧不宜过软，以免弹簧被拉伸时超出它的弹性限度 ②相同质量的钩码四个③毫米刻度尺一根④铁架台一个（用来悬挂弹簧）。

【实验步骤】

1.将弹簧悬挂在铁架台上，用毫米刻度尺量出弹簧的长度L0。

2.在弹簧下挂1个钩码，用毫米刻度尺量出此时弹簧的长度L1。

3.分别在弹簧下挂 2、3、4个钩码，依次量出相应的弹簧长度L2、L3、L4。

4.分别计算出在弹簧下挂1至4个钩码时弹簧的伸长量x = L - L0。将钩码的重力与相应的弹簧长度填写在下列表格

5.以力为纵坐标，以弹簧的伸长量、原长为横坐标，根据表中所测数据在坐标纸上描点。 6.按照坐标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在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同。

7.上述图像中的斜率 k = ，即为弹簧的劲度系数。

[实验结论]

【注意事项】

1. 不要超出弹簧的弹性限度，所挂钩码不要过重

2. 竖直悬挂弹簧，处于平衡状态时测量弹簧的长度，刻度尺要保持竖直并靠近弹簧，以免增大误差

3．每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使在坐标上描的点尽可能稀一些，保证做出的图线精确

4．描点画线时，所描的点不一定都落在一条曲线上，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

0 1 2 3 4

F/N（钩码重量）

L/cm（弹簧原长）

x/cm（弹簧伸长量）

k（劲度系数）N/m