實(shí)驗(yàn)二：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系

1、實(shí)驗(yàn)二：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)探究彈力與彈簧的伸長量的定量關(guān)系(2)學(xué)會利用圖象研究兩個(gè)物理量之間的關(guān)系的方法2實(shí)驗(yàn)原理(1)如圖 S21 所示，彈簧在下端懸掛鉤碼時(shí)會伸長，平衡時(shí)彈簧產(chǎn)生的彈力與重力大小相等圖 S21圖 S22(2)用刻度尺測出彈簧在不同的鉤碼拉力下的伸長量 x，建立坐標(biāo)系，以縱坐標(biāo)表示彈力大小 F，以橫坐標(biāo)表示彈簧的伸長量 x，在坐標(biāo)系中描出實(shí)驗(yàn)所測得的各組(x，F(xiàn))對應(yīng)的點(diǎn)，用平滑的曲線連接起來，根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的圖線，就可探究彈力大小與伸長量之間的關(guān)系3實(shí)驗(yàn)器材輕質(zhì)彈簧(一根)、鉤碼(一盒)、刻度尺、鐵架臺、重錘線、坐標(biāo)紙、三角板等4實(shí)驗(yàn)步驟(1)如圖 S

2、22 所示，將鐵架臺放在桌面上(固定好)，將彈簧的一端固定在鐵架臺的橫梁上，在接近彈簧處將刻度尺(最小分度為 1 mm )固定于鐵架臺上，并檢查刻度尺是否豎直(2)記下彈簧下端不掛鉤碼時(shí)所對應(yīng)的刻度 L0 .(3)在彈簧下端掛上一個(gè)鉤碼，記下靜止時(shí)彈簧所對應(yīng)的刻度 L1.鉤碼個(gè)數(shù)刻度伸長量 x彈力 F01236L0L1L2L3L6x1L1L0 x2L2L0 x3L3L0 x6L6L0F1F2F3F6(4)用上面方法，記下彈簧下端掛 2 個(gè)、 3 個(gè)、 4 個(gè) 鉤碼時(shí)，彈簧下端所對應(yīng)的刻度 L2、L3、 L4，并將所得數(shù)據(jù)記錄在表格中(5)用 xnLn L0 計(jì)算出彈簧掛 1 個(gè)、 2 個(gè)、 3

3、 個(gè) 鉤碼時(shí)彈簧的伸長量，并根據(jù)當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎?g，計(jì)算出所掛鉤碼的總重力，這個(gè)總重力就等于彈簧彈力的大小，將所得數(shù)據(jù)填入表格5數(shù)據(jù)處理(1)建立坐標(biāo)系：標(biāo)明橫軸和縱軸所表示的物理量及單位(2)標(biāo)度：標(biāo)度要適當(dāng)，讓所得到的圖線布滿整個(gè)坐標(biāo)系(3)描點(diǎn)：描點(diǎn)時(shí)要留下痕跡(4)連線： 讓盡可能多的點(diǎn)落在同一直線上，讓其余的點(diǎn)落在直線的兩側(cè)，誤差較大的點(diǎn)舍棄(5)根據(jù)圖象作出結(jié)論【跟蹤訓(xùn)練】1(雙選，2010 年深圳聯(lián)考)如圖 S23 甲所示，一個(gè)彈簧一端固定在傳感器上，傳感器與電腦相連當(dāng)對彈簧施加變化的作用力(拉力或壓力)時(shí)，在電腦上得到了彈簧形變量與彈簧產(chǎn)生的彈力大小的關(guān)系圖象，如圖 S23

4、乙所示則下列判斷正確的是()圖 S23A彈簧產(chǎn)生的彈力和彈簧的長度成正比B彈力增加量與對應(yīng)的彈簧長度成正比C該彈簧的勁度系數(shù)是 200 N/mD該彈簧受到反向壓力時(shí)，勁度系數(shù)不變解析：由圖象知，F(xiàn)x 是一個(gè)過原點(diǎn)的直線，k200.10N/m200 N/m，可知 A 錯(cuò)誤；彈力增加量與對應(yīng)的彈簧長度的增加量成正比，與對應(yīng)的彈簧長度不成正比，B 錯(cuò)誤答案：CD2某同學(xué)在研究性學(xué)習(xí)中，利用所學(xué)的知識解決了如下問題：一輕彈簧豎直懸掛于某一深度為 h25.0 cm，且開口向下的小筒中(沒有外力作用時(shí)彈簧的下部分位于筒內(nèi)，但測力計(jì)可以同彈簧的下端接觸)，如圖 S24 甲所示，如果本實(shí)驗(yàn)的長度測量工具只能測

5、量出筒的下端彈簧的長度 l，現(xiàn)要測出彈簧的原長 l0 和彈簧的勁度系數(shù)，該同學(xué)通過改變 l 而測出對應(yīng)的彈力 F，作出 Fl 變化的圖線如圖 S24 乙所示，則彈簧的勁度系數(shù)為_N/m，彈簧的原長 l0_m.解析：由胡克定律可得 Fkxk(hll0)k(hl0)kl.30200.20.1N/m因此 Fl 圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)，k100 N/m，k(hl0)10 N，得 l00.15 m.圖 S24答案：100 0.15題型探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系【例題】(2010 年福建卷)某實(shí)驗(yàn)小組研究橡皮筋伸長與所受拉力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，將原長約 200 mm 的橡皮筋上端固定，在豎直懸掛的橡皮筋下端

6、逐一增掛鉤碼(質(zhì)量均為 20 g)，每增掛一只鉤碼均記下對應(yīng)的橡皮筋伸長量；當(dāng)掛上 10 只鉤碼后，再逐一把鉤碼取下，每取下一只鉤碼，也記下對應(yīng)的橡皮筋伸長量根據(jù)測量數(shù)據(jù)，作出增掛鉤碼和減掛鉤碼時(shí)的橡皮筋伸長量l 與拉力 F 關(guān)系的圖象如圖 S25 所示從圖象中可以得出_(填選項(xiàng)前的字母)A增掛鉤碼時(shí)l 與 F 成正比，而減掛鉤碼時(shí)l 與 F 不成正比B當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí)，增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長量比減掛鉤碼時(shí)的大C當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí)，增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長量與減掛鉤碼時(shí)的相等D增掛鉤碼時(shí)所掛鉤碼數(shù)過多，導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度圖 S25思路點(diǎn)撥：本題屬于中等題，解題的關(guān)鍵在于弄清為什么兩條圖象會錯(cuò)開實(shí)驗(yàn)中由于增掛鉤碼時(shí)所掛鉤碼數(shù)過多，導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度，彈簧無法及時(shí)恢復(fù)原長，兩條圖象才會出現(xiàn)差異答案： D【觸類旁通】1(2011 年安徽卷)為了測量某一彈簧的勁度系數(shù)，將該彈簧豎直懸掛起來，在自由端掛上不同質(zhì)量的砝碼實(shí)驗(yàn)測出了砝碼的質(zhì)量 m 與彈簧