探究彈力彈簧伸長(zhǎng)關(guān)系

1、實(shí)驗(yàn)2：研究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?研究彈力和彈簧伸長(zhǎng)之間的關(guān)系。2學(xué)會(huì)利用圖象法辦理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。二、實(shí)驗(yàn)原理1以下列圖所示，在彈簧下端懸掛鉤碼時(shí)彈簧會(huì)伸長(zhǎng)，平衡時(shí)彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等。彈簧的長(zhǎng)度可用刻度尺直接測(cè)出，伸長(zhǎng)量能夠由拉長(zhǎng)后的長(zhǎng)度減去彈簧原來的長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算。這樣就可以研究彈簧的彈力和彈簧伸長(zhǎng)量之間的定量關(guān)系了。三、實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái)、彈簧、毫米刻度尺、鉤碼若干、三角板、坐標(biāo)紙、重垂線、鉛筆。四、實(shí)驗(yàn)步驟1以下列圖所示，將鐵架臺(tái)放在桌面上(固定好)，將彈簧的一端固定于鐵架臺(tái)的橫梁上，讓其自然下垂，在湊近彈簧處將刻度尺(分度值為1mm)固定于鐵架臺(tái)上，并用重垂線檢查

2、刻度尺可否豎直。2用刻度尺測(cè)出彈簧自然伸長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)的長(zhǎng)度l0，即原長(zhǎng)。3如上圖所示，在彈簧下端掛質(zhì)量為m的鉤碼，量出此時(shí)彈簧的長(zhǎng)1度l1，記錄m1和l1，填入自己設(shè)計(jì)的表格中。m、m、m4改變所掛鉤碼的質(zhì)量，量出對(duì)應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度，記錄4、23m5和相應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度l2、l3、l4、l5，并得出每次彈簧的伸長(zhǎng)量x1、x2、x3、x、x。45鉤碼個(gè)數(shù)長(zhǎng)度伸長(zhǎng)量x鉤碼質(zhì)量m彈力F0l01lxll0mF111112l2x2l2l0m2F23lxll0mF33333?五、數(shù)據(jù)辦理1以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標(biāo)，以彈簧的伸長(zhǎng)量x為橫坐標(biāo)，用描點(diǎn)法作圖。連接各點(diǎn)，得出彈力F隨彈簧伸長(zhǎng)量x變化的圖線。

3、2以彈簧的伸長(zhǎng)量為自變量，寫出曲線所代表的函數(shù)。第一試一試一次函數(shù)，若是不能夠則考慮二次函數(shù)。3得出彈力和彈簧伸長(zhǎng)之間的定量關(guān)系，講解函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義。六、誤差解析1本實(shí)驗(yàn)的誤差本源之一是因彈簧拉力大小的不牢固造成的，所以，使彈簧的懸掛端固定，另一端經(jīng)過懸掛鉤碼來充當(dāng)對(duì)彈簧的拉力，能夠提升實(shí)驗(yàn)的精確度。2彈簧長(zhǎng)度的測(cè)量是本實(shí)驗(yàn)的主要誤差本源，所以，測(cè)量時(shí)盡量精確地測(cè)量彈簧的長(zhǎng)度。3在Fx圖象上描點(diǎn)、作圖不正確。七、注意事項(xiàng)1每次增減鉤碼測(cè)量有關(guān)長(zhǎng)度時(shí)，均需保證彈簧及鉤碼不上下振動(dòng)而處于靜止?fàn)顟B(tài)，否則，彈簧彈力將可能與鉤碼重力不相等。2彈簧下端增加鉤碼時(shí)，注意不要高出彈簧的彈性限度。3

4、測(cè)量有關(guān)長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)差異彈簧原長(zhǎng)l0、實(shí)質(zhì)總長(zhǎng)l及伸長(zhǎng)量x三者之間的不相同，明確三者之間的關(guān)系。4建立平面直角坐標(biāo)系時(shí)，兩軸上單位長(zhǎng)度所代表的量值要合適，不能夠過大，也不能夠過小。5描線的原則是，盡量使各點(diǎn)落在描述出的線上，少許點(diǎn)分布于線兩側(cè)，描出的線不應(yīng)是折線，而應(yīng)是圓滑的曲線。八、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)在“研究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，也能夠不測(cè)量彈簧的自然長(zhǎng)度，而以彈簧的總長(zhǎng)作為自變量，彈力為函數(shù)，作出彈力與彈簧長(zhǎng)度的關(guān)系圖線。這樣能夠防備因測(cè)彈簧的自然伸長(zhǎng)而帶來的誤差。命研究一、原理及差解析【例1】(2012山沂模)下甲所示，用架臺(tái)、簧和多個(gè)已知量且量相等的研究在性限度內(nèi)簧力與簧伸量的關(guān)系。(1

5、)完成，需要的器材是：_。(2)中需要量的物理量有：_。(3)乙是簧力F與簧伸量x的Fx，由此可求出簧的度系數(shù)_N/m。不原點(diǎn)的原因是由于_。(4)完成，的步以下：A以簧伸量橫坐，以力坐，描出各(x，F(xiàn))的點(diǎn)，并用圓滑的曲接起來；B下簧不掛其下端在刻度尺上的刻度l0；C將架臺(tái)固定于桌子上，并將簧的一端系于橫梁上，在簧周邊直固定一把刻度尺；D依次在簧下端掛上1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)，并分下靜止簧下端所的刻度，并在表格內(nèi)，爾后取下；E以簧伸量自量，寫用心與伸量的關(guān)系式。第一寫成一次函數(shù)，若是不能夠，考二次函數(shù)；F解函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意；G整理器。將以上步按操作的先后序排列出來：_。思路點(diǎn)：住原理

6、、器材，明確詳盡的步，是解決的關(guān)。解要點(diǎn)：律解答此的關(guān)是理解原理、目的及要求，認(rèn)識(shí)資料、用具，掌握方法步，會(huì)控制條件和使用器。命研究二、數(shù)據(jù)理【例2】(2011安徽理)了量某一簧的度系數(shù)，將簧直掛起來，在自由端掛上不相同量的砝。出了砝量m與簧度l的相數(shù)據(jù)，其點(diǎn)已在上出。(g9.8m/s2)(1)作出ml的關(guān)系；(2)簧的度系數(shù)_N/m。思路點(diǎn)：描點(diǎn)畫，所描的點(diǎn)不用然都落在一條直上，但各點(diǎn)均勻分布在曲的兩。律理數(shù)據(jù)的方法：1列表解析法：解析列表中簧拉力F與簧的形量x的關(guān)系，能夠先考F和x的F2象解析法：作出F和x象。此象是坐原點(diǎn)的一條直，即F和x成正比關(guān)系。1(2012寧本溪一中、莊河高中期末)

7、一個(gè)小在“研究力和簧伸的關(guān)系”的中，使用兩條不相同的簧a和b，獲取力與簧度的象。下所示，以下表述正確的選項(xiàng)是()Aa的原比b的Ba的度系數(shù)比b的大Ca的度系數(shù)比b的小得的力與簧的度成正比2(2013湖一中期中)了用簧力定兩木A和B的摩擦因數(shù)，兩位同學(xué)分了下所示甲、乙的方案。為了用某一彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)表示A和B之間的滑動(dòng)摩擦力大小，方案甲更合理，原因是_。若A和B的重力分別為10.0N和20.0N。當(dāng)A被拉動(dòng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)a示數(shù)為6.0N，b示數(shù)為11.0N，則A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)_。3(2012廣東深圳調(diào)研)某同學(xué)利用以下列圖甲裝置做“研究彈簧彈力大小與其長(zhǎng)度的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。(1)在安裝刻度尺

8、時(shí)，必定使刻度尺保持_狀態(tài)。(2)他經(jīng)過實(shí)驗(yàn)獲取以下列圖乙所示的彈力大小F與彈簧長(zhǎng)度x的關(guān)系圖線。由此圖線可得該彈簧的原長(zhǎng)x0_cm，勁度系數(shù)k_N/m。(3)他又利用本實(shí)驗(yàn)原理把該彈簧做成一把彈簧測(cè)力計(jì)，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)上的示數(shù)以下列圖丙所示時(shí)，該彈簧的長(zhǎng)度x_cm。4(2012福建理科綜合仿真模擬)斜拉索橋比梁式橋擁有更大的超越能力，是現(xiàn)代大跨徑橋梁的重要結(jié)構(gòu)形式，橋的斜拉懸索主要承受拉力。某校研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們很想知道斜拉索橋的懸索能承受的最大拉力，但由于懸索很長(zhǎng)，抗斷拉力又很大，直接測(cè)量很困難，同學(xué)們?nèi)砹送N資料制成的樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。由胡克定律可知，在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力F與形變

9、量x成正比，其比率系數(shù)與彈簧的長(zhǎng)度、橫截面積及資料有關(guān)。所以同學(xué)們猜想，懸索可能也依照近似的規(guī)律。(1)同學(xué)們經(jīng)過游標(biāo)卡尺測(cè)樣品的直徑來測(cè)定其截面積，某次測(cè)量的結(jié)果以下列圖所示，則該樣品的直徑為_。同學(xué)們準(zhǔn)備像“研究彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)量之間關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)相同將樣品豎直懸掛，再在其下端掛上不相同重量的重物，來完成本實(shí)驗(yàn)。但有同學(xué)說懸索的重力是不能夠忽略的，為了防備懸索所受重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，你認(rèn)為可行的措施應(yīng)該是：_。(3)經(jīng)過同學(xué)們充分的談?wù)?，不斷完滿實(shí)驗(yàn)方案后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。最后實(shí)驗(yàn)獲取數(shù)據(jù)以下：解析樣品C的數(shù)據(jù)可知，其所受拉力F(單位N)與伸長(zhǎng)量x(單位m)之間依照的函數(shù)關(guān)系式是F_；比較各樣品的實(shí)

10、驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，懸索碰到的拉力與懸索的伸長(zhǎng)量成正比，其比率系數(shù)與懸索長(zhǎng)度_成正比、與懸索的橫截面積的_成正比。參照答案考向研究打破【題例1】答案：(1)刻度尺(2)彈簧原長(zhǎng)、彈簧所受外力與對(duì)應(yīng)的伸長(zhǎng)量(或與對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度)(3)200彈簧自重(4)CBDAEFG解析：(1)依照實(shí)驗(yàn)原理可知還需要刻度尺來測(cè)量彈簧原長(zhǎng)和總長(zhǎng)；(2)依照實(shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量有彈簧的原長(zhǎng)、彈簧所受外力與對(duì)應(yīng)的伸長(zhǎng)量(或與彈簧對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度)；(3)取圖象中(0.5,0)和(3.5,6)兩個(gè)點(diǎn)，代入Fkx可得k200N/m，由于彈簧自重的原因，使得彈簧不加外力時(shí)就有形變量；(4)依照完成實(shí)驗(yàn)的合理性可知先后序次為CBD

11、AEFG?！绢}例2】答案：(1)以下列圖(2)0.261(0.2480.262都算對(duì))解析：(1)畫一條直線盡量經(jīng)過很多的點(diǎn)，如答案中圖。(2)在畫出的圖象上采用較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)，用于計(jì)算勁度系數(shù)。39.812選(11.5,0.75)及(19.0,2.75)兩點(diǎn)，有kmgmg2.750.75102N/m0.261N/m。x2x119.011.510演練牢固提升1B解析：彈簧的伸長(zhǎng)與彈力的關(guān)系是Fklk(ll0)，其中l(wèi)0表示彈簧的原長(zhǎng)，可見，測(cè)得的彈力與彈簧的長(zhǎng)度不能夠正比，而是與彈簧的伸長(zhǎng)量成正比，表示彈簧彈力和彈簧伸長(zhǎng)關(guān)系的Fl是一條傾斜直線，直線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)表示彈簧的原長(zhǎng)，直線的斜率表示

12、彈簧的勁度系數(shù)，依照題圖，a的原長(zhǎng)l1小于b的原長(zhǎng)l2，直線a的斜率大于直線b的斜率，所以a的勁度系數(shù)比b的大。正確選項(xiàng)為B。2答案：乙圖必定保證勻速拖動(dòng)，而甲只要拖動(dòng)即可，甲易于操作0.33答案：(1)豎直(2)450(3)10解析：(1)懸掛重物后，彈簧沿豎直方向伸長(zhǎng)，要測(cè)量彈簧沿豎直方向上的伸長(zhǎng)量，刻度尺自然要保持豎直狀態(tài)。(2)若是以彈簧長(zhǎng)度x為橫坐標(biāo)，彈力大小F為縱坐標(biāo)，作出Fx圖象，那么圖象與橫軸的截距表示彈簧的原長(zhǎng)，圖線的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)，所以依照?qǐng)D象可知，該彈簧的原長(zhǎng)x04cm，勁度系數(shù)kF50N/m。xF10cm。(3)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)表示彈力的大小，即F3N，所以該彈

13、簧的長(zhǎng)度0 xxk4答案：(1)乙C(2)鐵架臺(tái)、刻度尺(3)4.0050結(jié)論為：在實(shí)驗(yàn)贊同的誤差范圍內(nèi)，彈簧的勁度系數(shù)與彈簧原長(zhǎng)成反比解析：(1)由于實(shí)驗(yàn)還沒有被證明，所以屬于猜想與假設(shè)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)中需要懸掛彈簧測(cè)力計(jì)，所以需要鐵架臺(tái)，還需要測(cè)量彈簧形變量，所以需要刻度尺。(3)依照數(shù)據(jù)計(jì)算可知道：在實(shí)驗(yàn)贊同的誤差范圍內(nèi)，彈簧的勁度系數(shù)與彈簧原長(zhǎng)成反比。4答案：(1)0.830cm(2)將樣品水平放置在圓滑水平面上，用滑輪將豎直向下的力變?yōu)樗降睦?3)2106x(N)平方的倒數(shù)大小1解析：(1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)即樣品的直徑為d8mm6mm8.30mm0.830cm。(2)將樣品水平放置在圓滑水平面上，用滑輪將豎直向下的力變?yōu)樗降睦Α?3)解析樣品C的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，拉力F與伸長(zhǎng)量x的比值不變，所以Fkx，采用任意一組數(shù)據(jù)可算出，k2106N/m，所以F2106x(N)；判斷比率系數(shù)與懸索長(zhǎng)