《山东高考》一轮复习教师用书2021 第2章 实验2　探究弹力和弹簧伸长量的关系

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实验二　探究弹力和弹簧伸长量的关系
1．实验目的
(1)探究弹力和弹簧伸长量的关系。
(2)学会利用图象法处理实验数据，探究物理规律。
2．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
测得的各组数据(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弹簧伸长量间的关系。
3．实验器材
铁架台、毫米刻度尺、弹簧、钩码(若干)、三角板、铅笔、重垂线、坐标纸等。
4．实验步骤
(1)安装：如图所示，将铁架台放在桌面上(固定好)，将弹簧的一端固定于
铁架台的横梁上，在靠近弹簧处将刻度尺(最小分度为 1 mm)固定于铁架台上，
并用重垂线检查刻度尺是否竖直。
(2)记原长：记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度
l
0，即弹簧的原长。
(3)测F、x：在弹簧下端挂上钩码，待钩码静止时测出弹簧的长度
l ，求出弹
簧的伸长量
x
和所受的外力
F (等于所挂钩码的重力)。
(4)重复：改变所挂钩码的数量，重复上述实验步骤(3)，要尽量多测几组数
据，将所测数据填写在表格中。
1
5．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。
(2)以弹簧的伸长量为自变量，写出图线所代表的函数表达式，并解释函数
表达式中常数的物理意义。
6．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，要注意
观察，适可而止。
(2)每次所挂钩码的质量差适当大一些，从而使坐标点的间距尽可能大，这
样作出的图线准确度更高一些。
(3)测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于稳定状态时测量，以免增
大误差。
(4)描点画线时，所描的点不一定都落在一条直线上，但应注意一定要使各
点均匀分布在直线的两侧。
(5)记录实验数据时要注意弹力、弹簧的原长
l
0、总长
l
及弹簧伸长量的对应
关系及单位。
(6)坐标轴的标度要适中。
实验原理与操作
　实验操作中两个注意问题
(1)测弹簧长度时，一定要在弹簧和钩码静止后再测量，这样弹簧弹力与钩
码的重力相等。
(2)所挂钩码不要过重，以免超出弹簧的弹性限度。
[题组训练]
1.如图所示，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。测弹簧原长时是将弹簧平铺在桌面上。
(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)为完成该实验，设计的实验步骤如下：
A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(x，F)对应的点，
2
并用平滑的曲线连接起来；
B．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度 l0；
C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖
直固定一把刻度尺；
D．依次在弹簧下端挂上 1个、2个、3个、4个…钩码，并分别记下钩码静止
时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码；
E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式。首先尝试写
成一次函数，如果不行，则考虑二次函数；
F．解释函数表达式中常数的物理意义；
G．整理仪器。
请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：
_____________________________________________________。
[解析](1)根据实验原理可知还需要刻度尺来测量弹簧原长和形变量。
(2)根据实验原理，实验中需要测量的物理量有弹簧的原长、弹簧挂不同个
数的钩码时所对应的伸长量(或对应的弹簧长度)。
(3)根据完成实验的合理性可知先后顺序为 CBDAEFG。
[答案](1)刻度尺　(2)弹簧原长、弹簧挂不同个数的钩码时所对应的伸长量
(或对应的弹簧长度) (3)CBDAEFG
2．(1)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，下列说法正确的是___
_____。
A．弹簧被拉伸时，所挂钩码越多，误差越小
B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于
平衡状态
C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量
之比相等
(2)某同学做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验，他先把弹簧平放在桌
面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长 L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上
钩码后测出弹簧伸长后的长度 L，把 L－L0作为弹簧的伸长量 x，这样操作，由
于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是选项图中的________。
A　　　B　　　 C　　　　D
(1)B　(2)C　[(1)弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度，否则弹簧会损坏，
3
摘要：

实验二　探究弹力和弹簧伸长量的关系1．实验目的(1)探究弹力和弹簧伸长量的关系。(2)学会利用图象法处理实验数据，探究物理规律。2．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数据(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弹簧伸长量间的关系。3．实验器材铁架台、毫米刻度尺、弹簧、钩码(若干)、三角板、铅笔、重垂线、坐标纸等。4．实验步骤(1)安装：如图所示，...

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