实验:探究弹力和弹簧伸长的一、实验目的1.探究弹力与弹簧伸长的关系
2.学会利用列表法、图像法、函数法处理实验数据
3.验证胡克定律
二、实验原理1.如图所示,在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长,平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等
2.弹簧的长度可用刻度尺直接测出,伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算
这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系了
3.求弹簧的劲度系数弹簧的弹力 F 与其伸长量 x 成正比,比例系数 k=,即为弹簧的劲度系数;另外,在 Fx图像中,直线的斜率也等于弹簧的劲度系数
三、实验器材铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、坐标纸
四、实验步骤1.按下图安装实验装置,记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度 l0
2.在弹簧下端悬挂一个钩码,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
1234567F/N0l/cmx/cm0五、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,如图所示
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 Fx 图线的斜率求解,k=
六、误差分析由于弹簧原长及伸长量的测量都不便于操作,存在较大的测量误差,另外由于弹簧自身的重力的影响,即当未放重物时,弹簧在自身重力的作用下,已经有一个伸长量,这样所作图线往往不过原点
七、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,这样作出的图线精确
3.测弹簧长度时,一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡