實(shí)驗(yàn):探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系

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【實(shí)驗(yàn)過程】一、實(shí)驗(yàn)步驟1.測(cè)l0。按圖安裝實(shí)驗(yàn)裝置,記下彈簧下端不掛鉤碼時(shí)所對(duì)應(yīng)的刻度l0。

32021/4/212.測(cè)總長(zhǎng)和彈力。在彈簧下端懸掛一個(gè)鉤碼,平衡時(shí)記下彈簧的總長(zhǎng)度并記下鉤碼的重力。3.重復(fù)。增加鉤碼的個(gè)數(shù),重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過程,將數(shù)據(jù)填入表格,以F表示彈力,l表示彈簧的總長(zhǎng)度,x=l-l0表示彈簧的伸長(zhǎng)量。42021/4/211234567F/N0l/cmx/cm052021/4/21二、數(shù)據(jù)處理1.以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標(biāo),以彈簧的伸長(zhǎng)量x為橫坐標(biāo),描點(diǎn)按照各點(diǎn)的分布和走向,嘗試作一條平滑的曲線(包括直線),得出彈力F隨彈簧伸長(zhǎng)量x變化的圖線,如圖所示。62021/4/212.以彈簧伸長(zhǎng)量為自變量,寫出彈力和彈簧伸長(zhǎng)量之間的函數(shù)關(guān)系,函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)即為彈簧的勁度系數(shù),這個(gè)常數(shù)也可根據(jù)F-x圖線的斜率求解,k=72021/4/21【誤差分析】1.本實(shí)驗(yàn)誤差的主要來源為讀數(shù)和作圖時(shí)的偶然誤差。為了減小誤差,要盡量多測(cè)幾組數(shù)據(jù)。2.彈簧豎直懸掛時(shí),彈簧自身的重力會(huì)帶來系統(tǒng)誤差。為了減小誤差,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)使用輕質(zhì)彈簧。82021/4/21【注意事項(xiàng)】1.所掛鉤碼不要過重,以免超出彈簧的彈性限度。2.測(cè)彈簧長(zhǎng)度時(shí),一定要把彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時(shí)測(cè)量。3.記錄數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系及單位。92021/4/214.描點(diǎn)畫線時(shí)一定讓盡量多的點(diǎn)落在曲線上,不在曲線上的點(diǎn)均勻分布在曲線的兩側(cè)。5.盡量選用輕質(zhì)彈簧以減小彈簧自身重力帶來的影響。102021/4/21類型一實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)操作【典例1】(2018·濟(jì)南高一檢測(cè))某同學(xué)探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系。 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)28974064(1)將彈簧懸掛在鐵架臺(tái)上,將刻度尺固定在彈簧一側(cè)。彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在_______方向(選填“水平”或“豎直”)。

112021/4/21(2)彈簧自然懸掛,待彈簧_______時(shí),長(zhǎng)度記為L(zhǎng)0;彈簧下端掛上砝碼盤時(shí),長(zhǎng)度記為L(zhǎng)x;在砝碼盤中每次增加10g砝碼,彈簧長(zhǎng)度依次記為L(zhǎng)1至L6。數(shù)據(jù)如表:

代表符號(hào)L0LxL1L2L3L4L5L6數(shù)值(cm)25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30122021/4/21表中有一個(gè)數(shù)值記錄不規(guī)范,代表符號(hào)為_______。由表可知所用刻度尺的最小分度為_______。

(3)如圖是該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖,縱軸是砝碼的質(zhì)量,橫軸是彈簧長(zhǎng)度與_______的差值(選填“L0”或“Lx”)。

132021/4/21142021/4/21(4)由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為_______N/m;通過圖和表可知砝碼盤的質(zhì)量為_______g。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字,重力加速度取9.8m/s2)

152021/4/21【正確解答】(1)為保證彈簧的形變只由砝碼和砝碼盤的重力引起,所以彈簧軸線和刻度尺均應(yīng)在豎直方向。(2)彈簧靜止時(shí),記錄原長(zhǎng)L0;表中的數(shù)據(jù)L3與其他數(shù)據(jù)有效數(shù)字位數(shù)不同,所以數(shù)據(jù)L3不規(guī)范,標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)應(yīng)讀至厘米位的后兩位,最后一位應(yīng)為估計(jì)值,精確至mm位,所以刻度尺的最小分度為1mm。162021/4/21(3)由題圖知所掛砝碼質(zhì)量為0時(shí),x為0,所以x=L-Lx。172021/4/21(4)由胡克定律F=kΔx知,mg=k(L-Lx),即mg=kx,所以圖線斜率即為則彈簧的勁度系數(shù)k==4.9N/m。同理砝碼盤質(zhì)量

=0.01kg=10g。182021/4/21答案:(1)豎直(2)靜止L3

1mm

(3)Lx(4)4.9

10192021/4/21類型二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理【典例2】在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”時(shí),某同學(xué)把兩根彈簧如圖甲連接起來進(jìn)行探究。 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)28974065202021/4/21212021/4/21(1)某次測(cè)量如圖乙所示,指針示數(shù)為_______cm。

(2)在彈性限度內(nèi),將50g的鉤碼逐個(gè)掛在彈簧下端,得到指針A、B的示數(shù)LA和LB如表。用表中數(shù)據(jù)計(jì)算彈簧Ⅰ的勁度系數(shù)為_______N/m(重力加速度g取10m/s2)。由表中數(shù)據(jù)_______(選填“能”或“不能”)計(jì)算出彈簧Ⅱ的勁度系數(shù)。

222021/4/21鉤碼數(shù)1234LA/cm15.7119.7123.6627.76LB/cm29.9635.7641.5147.36232021/4/21【正確解答】(1)刻度尺讀數(shù)需要估讀到精確位的下一位,由圖可知指針示數(shù)為16.00cm,考慮到誤差范圍,15.95～16.05cm均算對(duì)。242021/4/21(2)由胡克定律F=kΔx,結(jié)合表格數(shù)據(jù)可知彈簧Ⅰ的勁度系數(shù)k1==12.5N/m,考慮誤差范圍情況下12.2～12.8N/m均算正確;對(duì)于計(jì)算彈簧Ⅱ的勁度系數(shù),只需要測(cè)出彈簧Ⅱ的形變量,結(jié)合兩個(gè)指針的讀數(shù),可知指針B的變化量減去指針A的變化量,就是彈簧Ⅱ的形變量,所以能求出彈簧Ⅱ的勁度系數(shù)。252021/4/21答案:(1)16.00(15.95～16.05)(有效數(shù)字位數(shù)正確)(2)12.5(12.2～12.8)能262021/4/219、人的價(jià)值，在招收誘惑的一瞬間被決定。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:39:55PM11、人總是珍惜為得到。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、人亂于心，不寬余請(qǐng)。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、生氣是拿別人做錯(cuò)的事來懲罰自己。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、抱最大的希望，作最大的努力。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、一個(gè)人炫耀什么，說明他內(nèi)心缺少什么。。二月23