高中物理 实验二探究弹力与弹簧伸长的关系解析 VIP免费

实验二探究弹力与弹簧伸长的关系基础知识（一）实验目的1.探究弹力与弹簧伸长的定量关系；2.学会利用图象研究两个物理量之间的关系的方法.（二）实验原理1.如图所示,弹簧在下端悬挂钩码时会伸长,平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等.2.用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力下的伸长量x,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,就可探知弹力大小与伸长量间的关系.（三）实验器材弹簧,直尺,钩码一盒,铁架台.（四）实验步骤1.把弹簧吊在铁架台上,让弹簧自然下垂,在弹簧不挂钩码时测量弹簧的原长L0.2.将已知质量的钩码挂在弹簧的下端,在平衡时测量弹簧的总长并计算钩码的重力,填写在记录表格里.然后改变所挂钩码的质量,重复前面的实验过程多次.3.根据所测数据,在已经准备好的坐标纸上描点.以力为纵坐标,以弹簧的长度为横坐标.4.按照图中各点的分布与走向,尝试作出一条光滑曲线(包括直线),技巧是所描的点不一定都在曲线上.5.作图得到的是如图甲所示的图象.尽管是直线,也就是一次函数,但不够简洁,即不是刚好反应函数间的正比关系.处理的手法是将坐标轴平移,就可以得到一个从原点出发的函数图象(图乙).这个平移的意义正是弹簧的长度之差,与所要考虑的伸长多少相关.平移后将横坐标由弹簧的长度改为弹簧的伸长量.6.进而找到弹簧的伸长为自变量,写出实验得到的曲线所代表的函数即弹力与弹簧伸长的关系.7.当函数表达式中出现常数时,试解释这个常数的物理意义.8.运用表中的数据计算验证所得的函数关系.（五）注意事项1.悬吊弹簧时要让它自然下垂,别忘了测量弹簧的原长L0.2.每改变一次拉力的大小就要做一次测量记录.为了探索弹力和弹簧伸长的关系,要尽可能多测几组数据,以便在坐标纸上能描出更多的点.3.实验时拉力不要太大(即钩码不能过多),以免弹簧被过分拉伸,超出它的弹性限度.要注意观察,适可而止.4.在坐标纸上尝试描画一条平滑曲线(包括直线)时,要顺着各点的走向来描,描出的点可以不一定正好在曲线上,但要注意使曲线两侧的点数大致相同.5.写出曲线所代表的函数时,建议首先尝试用一次函数,如果不行再考虑其他函数.第二关：技法关解读高考解题技法一、实验设计技法讲解1.实验设计探索性实验是一种以探索物理规律为目的而进行的实验．虽然本实验要探索的弹力与弹簧伸长的关系早在1676年就被英国物理学家胡克所发现，但今天再尝试一下探索过程，体验物理规律是如何被发现的，不仅会使我们更加深入地理解弹力与弹簧伸长的关系，同时还可以学习如何通过实验来探索物理规律．如图所示将弹簧上端固定在支架上，下端挂的重物处于静止时，弹力大小等于重物受的重力，以此测弹力f.再用竖直地固定在支架上的刻度尺测出悬挂重物时弹簧的伸长量x.典例剖析例1用一个支架、一根弹簧、一把尺子和一个已知质量的砝码，来测定某个不太重的物体有多重，该怎样做？解析：这是根据所给器材进行设计实验，最终得出实验结论的题目，依据的实验方法来源于基本实验原理．具体做法是：(1)将弹簧上端固定在支架上，下端挂上砝码(质量已知为m)，测出弹簧伸长x；(2)将砝码取去换上待测物体，测出弹簧伸长x′；(3)待测物体重为x′.二、实验数据的处理技法讲解（1）列表法：将测得的f1、x1；f2、x2；f3、x3……和f1/x1、f2/x2、f3/x3……填入设计好的表格之中，可以发现弹力f和弹簧伸长x的比值在实验误差允许范围内是相等的.(2)图象法：坐标纸上以弹簧伸长x为横坐标、弹力f为纵坐标，描出f1、x1;f2、x2；f3、x3……相应的点，作出拟合曲线，可以发现该曲线可看作是一条通过坐标原点的直线.(3)函数法：弹力f与弹簧伸长量x满足f=kx的关系.典例剖析例2在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，某同学得到的数据记录如下：测得弹簧数据记录如下：测得弹簧原长为=10cm(1)根据测得数据作出弹簧拉力F和弹簧总长的关系图象.(2)由所得图象写出F与的函数关系式.(3)F与弹簧的伸长Δ成什么关系？F与Δ的比值等于多少？解析：（1）（2）F=k（）（3）F与Δ成正比关系，若F与Δ的比值用k表示，则k==100N/m三、实验技巧技法...