1、實驗二：探究彈力和彈簧伸長的關系實驗目的1. 探究彈力和彈簧伸長量zi'可的關系.m2 .學會利用圖象法處理實驗數據.實驗原理1. 如圖1所示,在彈簧f端懸掛鉤碼時彈簧會伸長,平衡時彈簧產牛的彈 力與所掛鉤碼的重力大小相等.2. 彈簧的長度町用刻度尺直接測出,伸長量可以由拉長后的長度減去彈贊原來的長度進行計算這樣就對以研究彈簧的彈力和彈簧伸長量z間的定量關系了.實驗器材彈簧（不同的多根）、刻度尺、鉤碼、鐵架臺、鐵夾、處標紙、三角板等。實驗步驟1將彈簧的一端掛在鐵架臺上，讓其自然下垂，用刻度尺測出彈簧自然仲氐狀態時的長度l0,即原長.2. 如圖2所示，在彈簧下端掛質量為ml的鉤碼，量出此

2、時彈簧的 長度l1,記錄ml和l1,填入自己設計的表格中.77777777777777777777777773. 改變所掛鉤碼的質量,:&出對應的彈簧長度，記錄m2、m3、m4、 和相應的彈費長度l2、l3、l4、l5,并得出每次彈簧的伸長量xl、x2 x3、 x4、 x5.鉤碼個數長度伸長最x彈力f0l0=1ll =xl=ll l0fl=2l2=x2=l2-l0f2=3l3=x3=l3-l0f3=【數據處理】1. 以彈力f（大小等于所掛鉤碼的重力）為縱朋標，以彈贊的伸長量x為橫處標，用描點法作 圖.連接各點，得出彈丿j f隨彈簧仲長屋x變化的圖線.2. 以彈簧的伸長量為h變量，寫出i

3、lli線所代表的函數.首先嘗試一次函數如果不行則考慮二 次函數.3. 得出彈力和彈簧仲氏z間的定雖關系，解釋函數表達式中常數的物理意義.【誤差分析】1. 彈簧拉力大小的不穩定會造成謀差.因此，使彈簧的懸掛端固定，另一端通過懸掛鉤碼來充 當對彈簧的拉力,待穩定后再讀數可以提高實驗的準確度.2. 盡量精確地測量彈簧的長度，也是減小實驗誤差的基本方法.3. 描點、作圖不準確.【注意事項】1. 所掛鉤碼不要過重，以免彈簧被過分拉仲，超出它的彈性限度要注意觀察，適可而止.2. 每次所掛鉤碼的質量差盡量人一些，從而使坐標上描的點的間距盡可能人,這樣作出的圖 線更楮確.3. 測彈簧長度時，一定要在彈簧豎肓懸

4、掛且處于平衡狀態時測量，以免增人謀差.4. 描點畫線時，所描的點不一定都落在一條|11|線上，但應注意一定要使各點均勻分布在曲線 的兩側.5. 記錄數據時耍注意彈力及彈簧伸長量的對應關系及單位.【例1】某同學用如圖3所示裝置做探究彈力和彈簧伸長關系的實驗.他 先測出不掛硅碼時彈簧卜端指針所指的標尺刻度，然后在彈簧下端掛上 祛碼，并逐個增加祛碼，測出指針所指的標尺刻度，所得數據列表如下:(重 力加速度g=9.8 m/s2)祛碼質量 m/x102g01.002.003.004.005.006.007.00標尺刻度x/x10 2m15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.00

5、54.50(1) 根據所測數據，在圖4坐標紙上作出彈簧指針所指的標尺刻度x與祛碼質最m的關系曲線.布與走向,用平滑的曲線（或直線）連接各點.（2）滿足胡克定律的應是圖線中的肓線部分.【實戰練習】l如圖甲所示，一個彈簧一端固定在傳感器上，傳感器為電腦相連.當對彈簧施加變化的作用力 （拉力或壓力）時,在電腦上得到了彈簧形變最與彈簧產生的彈力人小的關系圖象（如圖乙）.則 下列判斷正確的是 （）甲./20/10/-io-5%51u13x/cm/-20f/na. 彈簧產生的彈力和彈簧的長度成正比b. 彈簧長度的增加量與對應的彈力增加量成正比c. 該彈簧的勁度系數是200 n/md. 該彈簧受到反向壓力吋

6、,勁度系數不變2.做“探究彈力和彈簧仲長雖的關系”的實驗步驟如下：a. 以彈簧伸長量為橫坐標，以彈力為縱坐標,描出各組數據（x,f）對應的點，并用平滑的曲線連 接起來.b. 記下彈簧不掛鉤碼時其下端在刻度尺上的刻度l0;c. 將鐵架臺固定于桌子上（也可在橫梁的另一側掛上-定的配重），并將彈簧的一端系于橫梁 上，在彈簧附近豎直固定一刻度尺；d. 依次在彈簧卜-端掛上2個、3個、4個、鉤碼，并分別記下鉤碼靜止時，彈簧下端所對應 的刻度并記錄在表格內，然后取下鉤碼；e. 以彈簧伸長量為白變量，寫出彈力與伸長量的關系式，首先嘗試寫成一次函數，如果不行則 考慮二次函數；f. 解釋函數表達式屮常數的物理意

7、義；g. 整理儀器.請將以上步驟按操作的先后順序排列出來:3、在探究彈贊彈力與彈贊伸長量之間關系實驗知道在彈性限度內，彈贊彈力f與形變 量x成正比，并且不同彈簧，其勁度系數也不同。某中學的探究學習小組從資料中査到：彈 贊的勁度系數與彈簧的材料和形狀有關。該學習小組想研究彈簧的勁度系數與彈簧長度的關 系，現冇a、b、c、d四根材料和粗細完全相同僅長度不同的彈簧。（1）學習小組的同學們經過思考和理論推導，各日提出了日己的看法，其小甲同學認為彈 贊的勁度系數可能與彈簧長度成正比，同學乙認為彈簧的勁度系數可能與彈簧長度成反比, 甲、乙有一位同學的看法是正確的。你認為正確的是 （填“甲”或“乙”），就這

8、一環節而言，屬于科學探究中的哪個環節 （填序號）。a.分析與論證b.進行實驗與收集證據c.猜想與假設d.制定計劃與設計實驗原長祛碼質最彈簧長度彈簧伸長量x彈簧勁度系數k彈簧a10.00cm0.3kg13.00cm3.00cm100n/m彈簧b15.00cmo.lkg16.49cm彈簧c20.00cm0.2kg24.00cm彈簧d30.00cmo.lkg32.99cm（2）為驗證甲、乙誰的看法正確，可通過實驗完成，實驗器材除上述彈簧，己知質量的兒個鉤碼外，述需耍的實驗器材是o（3）探究學習小組進行實驗記錄的數據如f：實驗數據記錄表（見上表）（g-lom/s?）請完成上述表格，從實驗表格小得出的結

9、論為：4. （09年廣州二模）通過探究彈簧彈力與彈簧仲長長度的關系實驗，我們知道在彈性 限度內，彈簧彈力f的人小與彈簧的伸長（或壓縮）量兀成正比，并且不同的彈簧，其勁度系21數不同已知一根原長為厶）、勁度系數為冷的長彈簧a,現把它截成長為一厶）和一厶）的&33c兩段，設3段的勁度系數為他、c段的勁度系數為為，關于s他、紡的大小關系，同學們做岀了如下猜想.甲同學：既然是同一根彈簧截成的兩段，所以，k=k2=k3乙同學：同一根彈簧截成的兩段，越短勁度系數越大，所以，k<k2<k3丙同學：同一根彈簧截成的兩段，越長勁度系數越人，所，k>k2>k3 為了驗證猜想，可以通

10、過實驗來完成.實驗所需的器 材除鐵架臺外，還需要的器材有. 簡要寫出實驗步驟.1. bcd 圖14是實驗得到的圖線.根據圖線得出彈簧的勁度 系數與彈簧長度有怎樣的關系？2. 解析根據實驗的實驗操作過程應先安裝儀器，再掛鉤碼然后記錄數據，分析數據，最后 整理即可，排列先后順序為：cbdaefg.3. 答案：1.（1）乙（2分）匕（2分），（2）鐵架臺、刻度尺（2分）（3）（填表2分，結論2分）原長袪碼質 量彈簧長度彈簧伸 長量x彈簧勁度 系數k彈簧a10. 00cm0. 3kg13. 00cm3. 00cmloon/m彈簧b15.00cm0. lkg16. 49cm1. 49cm67. ln/m

11、彈簧c20. 00cm0. 2kg24. 00cm4. 00cm50n/m彈簧d30. 00cm0. lkg32. 99cm2. 99cm33. 4n/m論在驗許一的誤差范圍內，彈簧的勁度系數與彈簧長度成反比。u86 420 loo ooe t t r r-i-iiit t r r rit rrritt r nn t t r n4丄lij j 1 lui0.2 0.4 0.6 0.8mi:rr：r/n乂lui*1 i i t i i it y * 4 ih y v *（2 ）刻度尺、已知質量且質量相等的鉤碼（或彈簧測力計）（2分，每填對一個給1分）實驗步驟：（共4分）e將彈簧b懸掛在鐵架臺上，用刻度尺測量其長度- b 在彈簧b的下端隹上鉤碼，記下鉤碼的個數（如個） 并用刻度尺測量彈簧的長度厶c.lif = mg計算彈簧的彈力；由x = l.-lb計算岀彈簧的伸長量.由£ = £計算彈 x簧的勁度系數./改變鉤碼的個數，重