高中物理 第四章 相互作用 实验 探究弹簧伸长量与弹力的关系 鲁科版必修1

实验实验 探究弹簧伸长量与弹力的关系探究弹簧伸长量与弹力的关系 第四章相互作用第四章相互作用 一、实验目的一、实验目的 1探究弹力与弹簧伸长量之间的关系探究弹力与弹簧伸长量之间的关系 2学会利用列表法、图象法、函数法处理实验数据学会利用列表法、图象法、函数法处理实验数据 3验证胡克定律验证胡克定律. 二、实验原理二、实验原理 1 用悬挂法测量弹簧的弹力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簧下端悬挂的钩码静止时，弹力大小与挂在弹簧下面的钩码的重力相等弹力大小与挂在弹簧下面的钩码的重力相等， 在弹簧下端悬挂在弹簧下端悬挂不同的钩码个数不同的钩码个数，并分别求出重力并分别求出重力，从而得到弹簧弹力从而得到弹簧弹力 2 测出弹簧的伸长量测出弹簧的伸长量 x： 弹簧的原长与挂上钩码后弹簧的长度弹簧的原长与挂上钩码后弹簧的长度可以用刻度尺测出可以用刻度尺测出， 其伸长量可以用弹簧伸长后的长度减去原其伸长量可以用弹簧伸长后的长度减去原长来求得长来求得 三、实验器材三、实验器材 铁架台、弹簧、刻度尺、钩码若干、坐标纸铁架台、弹簧、刻度尺、钩码若干、坐标纸 四、实验步骤四、实验步骤 1按图安装实验装置按图安装实验装置，记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度度 l0. 2在弹簧下端悬挂一个钩码在弹簧下端悬挂一个钩码，平衡时记下弹簧的总长度并记平衡时记下弹簧的总长度并记下钩码的重力下钩码的重力 3增加钩码的个数增加钩码的个数，重复上述实验过程重复上述实验过程，将数据填入表格将数据填入表格，以以 F 表示弹力表示弹力， l 表示弹簧的总长度表示弹簧的总长度， xll0表示弹簧的伸长表示弹簧的伸长量量 1 2 3 4 5 6 7 F/N 0 l/cm x/cm 0 五、数据处理五、数据处理 1以弹力以弹力 F(大小等于所挂钩码的重力大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标为纵坐标，以弹簧的伸以弹簧的伸长量长量 x 为横坐标为横坐标，用描点法作图连接各点用描点法作图连接各点，得出弹力得出弹力 F 随弹随弹簧伸长量簧伸长量 x 变化的图线变化的图线，如图所示如图所示 2以弹簧伸长量为自变量以弹簧伸长量为自变量，写出弹力和弹簧伸长量之间的函写出弹力和弹簧伸长量之间的函数关系数关系，函数表达式中常数即为弹簧的劲度系数函数表达式中常数即为弹簧的劲度系数，这个常数也这个常数也可据可据 Fx 图线的斜率求解图线的斜率求解，kFx. (1)为完成实验为完成实验，还需要的实验器材有：还需要的实验器材有：_ (2)实验中需要测量的物理量有：实验中需要测量的物理量有：_ _. (3)图乙是弹簧弹力图乙是弹簧弹力 F 与弹簧伸长量与弹簧伸长量 x 的的 Fx 图线图线， 由此可求由此可求出弹簧的劲度系数为出弹簧的劲度系数为_ N/m.图线不过原点是由于图线不过原点是由于_ 实验数据处理实验数据处理 某同学在做某同学在做“探究弹力和弹簧伸长量的关系探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验的实验时时，实验装置如图甲所示实验装置如图甲所示，所用钩码每个质量均为所用钩码每个质量均为 30 g，他先他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度测出不挂钩码时弹簧的自然长度， 再将再将 5 个钩码逐个挂在弹簧个钩码逐个挂在弹簧的下端的下端，每次都测出相应的弹每次都测出相应的弹簧总长度，并将数据填在下表簧总长度，并将数据填在下表中中实验中弹簧始终未超过弹性限度实验中弹簧始终未超过弹性限度，取取 g10 N/kg. 钩码质量钩码质量(g) 0 30 60 90 120 150 弹簧总长弹簧总长(cm) 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 (3)记录数据的表格如表：记录数据的表格如表： 次数次数 1 2 3 4 5 6 弹力弹力 F/N 弹簧的长度弹簧的长度 L/(102m) (4)优点在于：避免了弹簧自身重力对实验的影响优点在于：避免了弹簧自身重力对实验的影响 缺点在于：弹簧与桌面、绳子缺点在于：弹簧与桌面、绳子与滑轮之间及滑轮与轴之间存在与滑轮之间及滑轮与轴之间存在摩擦造成实验误差摩擦造成实验误差 答案答案 见解析见解析