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．
1 实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系
【实验原理】
弹簧受到拉力会伸长，平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等，弹簧的伸长越大；弹力也就越大。
【实验目的】
1、探索弹力与弹簧伸长的定量关系
2、学习通过对实验数据的数学分析（列表法和图像法），把握弹簧产生的弹力与弹簧伸长之间的变化规律
【实验器材】：
弹簧一根，相同质量的砝码若干，铁架台一个（用来悬挂弹簧）。
实验中除了上述器材外，需要的器材还有： 。
【实验步骤】
（1）将铁架台放在实验桌上，将弹簧悬挂在铁架台上。弹簧竖直静止时，测出弹簧的原长l0，并填入实验记录中。
（2）依次在弹簧下挂上一个砝码、两个砝码、三个砝码……。每次，在砝码处于静止状态时，测出弹簧的总长或伸长，并填入实验记录中。
（3）根据测得的数据，以力为纵坐标，以弹簧的伸长量为横坐标，根据表中所测数据在坐标纸上描点。
（4）作弹簧的F-Δl图像。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。
（5）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……
（6）解释函数表达式中常数的物理意义。
【实验纪录】
弹簧原长l0=
弹簧的弹力F（N） 弹簧总长l（m） 弹簧伸长Δl（m）
1
2
3
4
5
6
2 弹簧F-Δl实验图像
【实验结论】
弹簧弹力大小跟弹簧伸长长度的函数表达式
【问题与讨论】
1、上述函数表达式中常数的物理意义
实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系
考纲解读 1.学会用列表法、图象法等方法处理实验数据.2.探究弹力和弹簧伸长的关系．
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．
1．实验数据处理方法
(1)列表法 (2)图象法 (3)函数法
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．
1． 如图1甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系．
图1
(1)为完成实验，还需要的实验器材有：____________.
(2)实验中需要测量的物理量有：________________.
(3)图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F－x图线，由此可求出弹簧的劲度系数为________N/m.图线不过原点的原因是由于______________________．
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欢迎广大教师踊跃来稿。 第二章 实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系
1．(2009·广东理基)一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度关系的图象如图实－2－7所示．下列表述正确的是 ( )
A．a的原长比b的长
B．a的劲度系数比b的大
C．a的劲度系数比b的小
D．测得的弹力与弹簧的长度成正比
解析：图象的横轴截距表示弹簧的原长，A错误；图象的斜率表示弹簧的劲度系数，B正确，C错误；图象不过原点，D错误．
答案：B
2．(2010·临沂质检)如图实－2－8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的关系图象，如图实－2－8乙所示．则下列判断正确的是 (
)
图实－2－8
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的增加量成正比
C．该弹簧的劲度系数是200 N/m
D．该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变
解析：由图乙知，F－x是一个过原点的直线，k＝200.10 N/m＝200 N/m，可知A错，B、C、D正确．
答案：BCD
3．某同学在做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验时，将一轻弹簧竖直悬挂并让其自然下垂，测出其自然长度；高考资源网（ ），您身边的高考专家
欢迎广大教师踊跃来稿。 然后在其下部施加外力F，测出弹簧的总长度L，改变外力F的大小，测出几组数据，作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图实－2－9所示．(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)
由图可知该弹簧的自然长度为________cm；该弹簧的劲度系数为________N/m.
解析：当外力F＝0时，弹簧的长度即原长L0＝10 cm，图线的斜率就是弹簧的劲度系数，即k＝10.0－030－10×102 N/m＝50 N/m.
