第二章实验二　探究弹力和弹簧伸长的关系

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实验二　探究弹力和弹簧伸长的关系

1．实验原理

弹簧受到拉力作用会伸长，平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等；弹簧的伸长量越大，弹

力也就越大．

2．实验器材

铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸．

3．实验步骤

(1)安装实验仪器(如图 1所示)．

图1

(2)测量弹簧的伸长量(或总长)及所受的拉力(或所挂钩码的质量)，列表作出记录，要尽可能

多测几组数据．

(3)根据所测数据在坐标纸上描点，以力为纵坐标，以弹簧的伸长量为横坐标．

(4)按照在图中所绘点的分布与走向，尝试作出一条平滑的曲线(包括直线)，所画的点不一定

正好在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同．

(5)以弹簧的伸长量为自变量，写出曲线所代表的函数，首先尝试一次函数，如果不行再考

虑二次函数．

1．数据处理

(1)列表法

将测得的 F、x填入设计好的表格中，可以发现弹力 F与弹簧伸长量 x的比值在误差允许范

围内是相等的．

(2)图象法

以弹簧伸长量 x为横坐标，弹力 F为纵坐标，描出 F、x各组数据相应的点，作出的拟合曲

线是一条过坐标原点的直线．

(3)函数法

弹力 F与弹簧伸长量 x满足 F＝kx 的关系．

2．注意事项

(1)不要超过弹性限度：实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免弹簧被过分拉伸，超过弹

簧的弹性限度．

(2)尽量多测几组数据：要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据．

(3)观察所描点的走向：本实验是探究性实验，实验前并不知道其规律，所以描点以后所作

的曲线是试探性的，只是在分析了点的分布和走向以后才决定用直线来连接这些点．

(4)统一单位：记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位．

3．误差分析

(1)钩码标值不准确、弹簧长度测量不准确带来误差．

(2)画图时描点及连线不准确也会带来误差．

命题点一　教材原型实验

处理实验数据的方法

1．列表分析法：分析列表中弹簧拉力 F与对应弹簧的形变量 Δx的关系，可以先考虑 F和

Δx的乘积，再考虑 F和Δx的比值，也可以考虑 F和(Δx)2的关系或 F和的关系等，结论：为

常数．

2．图象分析法：作出 F－Δx图象，如图 2所示．此图象是过坐标原点的一条直线，即 F和

Δx成正比关系．

图2

作图的规则：

(1)要在坐标轴上标明轴名、单位，恰当地选取纵轴、横轴的标度，并根据数据特点正确确

定坐标起点，使所作出的图象几乎占满整个坐标图纸．若弹簧原长较长，则横坐标起点可以

不从零开始选择．

(2)作图线时，尽可能使直线通过较多坐标描点，不在直线上的点也要尽可能对称分布在直

线的两侧(若有个别点偏离太远，则是因偶然误差太大所致，应舍去)．

(3)要注意坐标轴代表的物理量的意义，注意分析图象的斜率、截距的意义．

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摘要：

实验二　探究弹力和弹簧伸长的关系1．实验原理弹簧受到拉力作用会伸长，平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等；弹簧的伸长量越大，弹力也就越大．2．实验器材铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸．3．实验步骤(1)安装实验仪器(如图1所示)．图1(2)测量弹簧的伸长量(或总长)及所受的拉力(或所挂钩码的质量)，列表作出记录，要尽可能多测几组数据．(3)根据所测数据在坐标纸上描点，以力为纵坐标，以弹簧的伸长量为横坐标．(4)按照在图中所绘点的分布与走向，尝试作出一条平滑的曲线(包括直线)，所画的点不一定正好在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同．(5)以弹簧的伸长量为自变量，写出曲线所代表的函数，首...

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