第二章 实验二 探究弹力与弹簧伸长的关系-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（旧教材，人教版）

实验二　探究弹力与弹簧伸长的关系

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题型一　常规实验

　　　　　　 　　　　　 　　　　　

[例1] (2022·山东济南二模)某物理小组通过查阅资料得知,弹性材料的劲度系数k=Y,其中L是弹性材料未受力时的长度,S是横截面积,Y是由材料决定的一个常数,材料力学上称之为杨氏模量,在国际单位制中单位为Pa。该物理小组通过如图甲所示的实验装置测量橡皮绳的杨氏模量,同学们将橡皮绳上端固定,刻度尺贴近橡皮绳竖直放置。在橡皮绳下端逐一增挂钩码(质量均为50 g),每增挂一只钩码均记下对应的橡皮绳伸长量,同时根据平衡条件计算出橡皮绳的拉力,实验数据如表所示。

(1)A同学通过观察实验数据,发现前四次实验中拉力每增加ΔF= 0.49 N,橡皮绳伸长量的变化量Δx几乎不变,为减小实验误差,该同学利用“测量匀变速直线运动的加速度”时用过的“逐差法”来计算Δx的平均值,并得出劲度系数的表达式为k=　　　　　　　　。(用前四次实验橡皮绳的伸长量x1、x2、x3、x4以及ΔF表示) 

 ●注意事项

1.对钩码的要求

(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。

(2)每次所挂钩码的质量差尽量大一些,从而使坐标上描的点尽可能稀,这样作出的图线更精确。

2.测量与记录数据

(1)测弹簧长度时,一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量。

(2)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.画图象

描点画线时,注意一定要使尽可能多的点落在线上,其余各点均匀分布在线的两侧。

●误差分析

1.系统误差:钩码标称值不准确和弹簧自身重力的影响造成系统误差。

2.偶然误差