探究弹力与弹簧伸长的关系课件
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《探究弹簧弹力与伸长量的关系》实验报告
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【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
12 为了探究弹簧弹力F和弹簧伸长量x的关系,某同学选了A、B两根规格不同的弹簧进行测试,根据测得的数据绘出如图所示的图象,从图象上看,该同学没能完全按实验要求做,使图象上端成为曲线,图象上端成为曲线的原因是______________. B弹簧的劲度系数为________.若要制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧________(填A或B).
拉力过大,超过了弹簧的弹性限度 100 N/m A
解析:
在弹簧的弹性限度以内,弹力与形变量是成正比的,图象上端出现弯曲是因为拉力过大,超过了弹簧的弹性限度.由胡克定律得x=,则图线斜率的倒数等于弹簧的劲度系数k=100
N/m.精确度高意味着相同拉力下形变量大,相同刻度线下最小分度值小,故应选用劲度系数小的弹簧A.
13 如图所示,a,b,c为三个物块,M,N为两个轻质弹簧,R为跨过定滑轮的细绳,它们连接如图,并处于平衡状态
A有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态
B有可能N处于压缩状态M拉伸
C N不拉不伸 M拉伸
D N拉伸 B不拉不伸
解析1:N不可能被压缩,因为上端是绳子,绳子不能产生压力,排除B
N也不可能不拉不伸,因为不拉不伸的话,没有力,A物体就会下落,排除C
则,N一定被拉伸.N拉伸说明AB组成的系统通过绳子对N有力作用.如果M被压缩的话,就是A的重力大于C的重力,这样C就会被拉起来,不合题意,排除A
只剩D了,不过D中,应该是M不拉不伸,而不是B不拉不伸.
解析2:A不对 N拉伸说明AB系统通过绳子对N有力作用。M压缩就说明N对A的拉力比A的重力小。那么C必然不能在地上。D说明A的重力等于c的重力 处于平衡。这时候地对C的作用为0.所以D对。BC肯定不正确。
摩擦力
1. 关于滑动摩擦力的说法,以下正确的是( )
A.只有运动的物体才受到滑动摩擦力
B.滑动摩擦力总跟物体的重力成正比
C.滑动摩擦力总是阻碍物体的运动
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弹簧的弹力与伸长量的关系
一对一个性化讲义
第一讲
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教师 冯___茂___珊
.
基本实验要求
1.实验原理
弹簧受到拉力作用会伸长,平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等;弹簧的伸长量越大,弹力也就越大.
2.实验器材
铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸.
3.实验步骤
(1)安装实验仪器(如实验原理图所示).
(2)测量弹簧的伸长量(或总长)及所受的拉力(或所挂钩码的质量),列表作出记录,要尽可能多测几组数据.
(3)根据所测数据在坐标纸上描点,以力为纵坐标,以弹簧的伸长量为横坐标.
(4)按照在图中所绘点的分布与走向,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. .
(5)以弹簧的伸长量为自变量,写出曲线所代表的函数,首先尝试一次函数,如果不行再考虑二次函数.
规律方法总结
1.实验数据处理方法
(1)列表法
将测得的F、x填入设计好的表格中,可以发现弹力F与弹簧伸长量x的比值在误差允许范围内是相等的.
(2)图象法
以弹簧伸长量x为横坐标,弹力F为纵坐标,描出F、x各组数据相应的点,作出的拟合曲线是一条过坐标原点的直线.
(3)函数法
弹力F与弹簧伸长量x满足F=kx的关系.
2.注意事项
(1)不要超过弹性限度:实验中弹簧下端挂的钩码不要太多,以免弹簧被过分拉伸,超过弹簧的弹性限度.
(2)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.
(3)观察所描点的走向:本实验是探究性实验,实验前并不知道其规律,所以描点以后所作的曲线是试探性的,只是在分析了点的分布和走向以后才决定用直线来连接这些点.
(4)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.
3.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.
考点一 实验原理与实验操作
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页脚 要点一 实验原理及操作技巧
1.在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中,以下说确的是( )
A.弹簧被拉伸时,能超出它的弹性限度
B.用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态
C.用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D.用几个不同的弹簧,分别测出几组拉力与伸长量,得出拉力与伸长量之比相等
分析:
(1)本实验中应以需要研究的一根弹簧为实验对象,在弹性限度通过增减砝码的数目,以改变对弹簧的拉力,来探索弹力与弹簧的伸长量的关系,所以A错误,B正确.由于弹簧自身的重力,所以弹簧在未悬挂砝码时有一定的伸长量了,所以C错误;不同的弹簧,进度系数不同,D错误
故选B
类型二 实验数据的分析处理
1.某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。
(1)将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都应在______方向(填“水平”或“竖直”);
(2)弹簧自然悬挂,待弹簧______时,长度记为L0,弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx;在砝码盘中每次增加10g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6,数据如下表表:
表中有一个数值记录不规,代表符号为_______。由表可知所用刻度尺的最小长度为______。
(3)下图是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与_________的差值(填“L0或L1”)。
(4)由图可知弹簧和的劲度系数为_________N/m;通过图和表可知砝码盘的质量为_________g(结果保留两位有效数字,重力加速度取9.8m/s2)。
分析:弹簧自然悬挂,故是竖直放置;充分利用测量数据,根据公式△F=k△x可以计算出弹簧的劲度系数k.其中△x为弹簧的形变量.
解答:解:(1)用铁架台,一定是竖直悬挂;
(2)弹簧晃动时测量无意义;
(3)用毫米刻度尺测量长度是要估读到分度值的下一位,记录数据的最后一位是估读位,故数据L3记录不规,由表可知所用刻度尺的最小刻度为1mm;