实验2探究弹力与弹簧伸长的关系[学习目标]1
探究弹力与弹簧伸长之间的关系.2
学会利用图像法、列表法、函数法处理实验数据.3
能根据Fx、Fl图像求出弹簧的劲度系数.一、实验原理和方法1.如图甲所示,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受到的重力大小相等,弹簧的原长与挂上钩码后弹簧的长度可以用刻度尺测出,其伸长量x可以用弹簧的长度减去弹簧的原长来求得.甲乙2.建立直角坐标系,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,用平滑曲线连接起来,根据实验所得的图像,就可探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系.二、实验器材铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、坐标纸.三、实验步骤1.将弹簧的一端挂在铁架台上,让其自然下垂,用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0,即原长.2.如图所示,在弹簧下端挂质量为m1的钩码,测出此时弹簧的长度l1,记录m1和l1
3.改变所挂钩码的质量,测出对应的弹簧长度,记录m2、m3、m4、m5…和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5…
4.计算出每次弹簧的伸长量x(x=l-l0)和弹簧受到的拉力F(F=mg),并将数据填入表格.1234567F/N0l/cmx/cm0四、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=
3.得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系,解释函数表达式中常数的物理意义.五、误差分析1.本实验误差的主要来源为读数和作图时的偶然误差,为了减小误差,要尽量多测几组数据.2.弹簧竖直悬挂时,未考虑弹簧自身重力的影响会带来系统误