相互作用(一)实验:探究弹力和弹簧伸长的关系1.实验原理 (1) 弹簧受力会发生形变,形变的大小与受到的外力有关。沿着弹簧的方向拉弹簧,当形变稳定时,弹簧的弹力与使它发生形变的拉力在数值上是相等的。用悬挂法测量弹簧的弹力,利用的是弹簧静止时弹簧的弹力与挂在弹簧下面的钩码的重力相等。(2) 弹簧的长度可用刻度尺直接测出,伸长量可由弹簧拉长后的长度减去弹簧的原长来计算。(3) 建立坐标系,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,就可探究弹力大小与伸长量间的关系。 2.实验器材 轻弹簧、钩码(一盒)、刻度尺、铁架台、三角板、重垂线、坐标纸。3.实验步骤 (1) 按图安装实验装置,记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度 l0。(2) 在弹簧下悬挂一个钩码,平衡时记下弹簧的总长度并记下钩码的重力。(3) 增加钩码的个数,重复上述实验过程,将数据填入表格,以 F 表示弹力,l 表示弹簧的总长度,x=l-l0表示弹簧的伸长量。1 2 3 4 5 6 7 F/N 0 l/cm x/cm 0 4. 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。1(2) 以弹簧伸长量为自变量,写出弹力和弹簧伸长量之间的函数关系,函数表达式中常数即为弹簧的劲度系数,这个常数也可据 F-x 图线的斜率求解,k=。5.注意事项 (1) 所挂钩码不要过重,以免弹簧被过分拉伸,超出它的弹性限度。(2) 每次所挂钩码的质量差尽量大一些,从而使坐标上描的点尽可能稀一些,这样作出的图线更精确。(3) 测弹簧长度时,一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量,刻度尺要保持竖直并靠近弹簧,以免增大误差。(4) 描点画线时,所描的点不一定都落在一条曲线上,但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧。(5) 记录数据时要注意弹力与弹簧伸长量的对应关系及单位。一、 对实验的基本操作及注意事项的考查【典例 1】 如图甲所示,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.(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...