第2章 实验2 探究弹簧弹力与形变量的关系-【名师大课堂】2025年高考物理艺术生总复习必备（word教师用书）

实验二　探究弹簧弹力与形变量的关系 一、实验目的 1．探究弹力和弹簧伸长的定量关系． 2．学会利用列表法、图像法、函数法处理实验数据． 二、实验器材 弹簧、毫米刻度尺、铁架台、钩码若干、坐标纸． 三、实验原理 1．如图所示，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的重力大小相等． 2．弹簧的长度可用刻度尺直接测出，弹簧的伸长量可以由伸长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算．这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系了． 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，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x为自变量，写出曲线所代表的函数．首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数． 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．弹簧所受拉力大小的不稳定易造成误差．使弹簧的一端固定，通过在另一端悬挂钩码来产生对弹簧的拉力，可以提高实验的准确度． 2．弹簧长度的测量是本实验的主要误差来源．测量时尽量精确地测量弹簧的长度． 3．描点、作图不准确也会造成误差． 六、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． 2．每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标纸上描的点尽可能稀，这样作出的图线更精确． 3．测量弹簧的原长时要让它自然下垂．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，以减小误差． 4．测量有关长度时，应区分弹簧原长l0、实际总长l及伸长量x三者之间的不同，明确三者之间的关系． 5．建立平面直角坐标系时，两轴上单位长度所代表的量大小要适当，不可过大，也不可过小． 6．描点画线时，所描的点不一定都落在同一条曲线上，但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧．描出的线不应是折线，而应是平滑的曲线． 7．记录数据时要注意弹力与弹簧伸长量的对应关系及单位． 　弹簧的劲度系数与弹簧的材质、弹簧丝的粗细、单位长度内的匝数及弹簧的原长等因素有关，为了探究弹簧劲度系数与弹簧原长的关系，某同学设计了如下实验： (1)实验器材：刻度尺、原长约30 cm的轻弹簧2根、质量适当且相同的钩码5个、剪刀一把(用来剪断弹簧)，除以上器材外，还需要的器材是__铁架台__． (2)简要实验步骤如下，请完成相应填空： a．将轻弹簧A悬挂在铁架台上，用刻度尺测量弹簧的原长L0； b．在弹簧的下端挂上钩码，记下钩码的个数n(n分别取1、2、3、4、5)，并待钩码静止时测出__弹簧的长度__，计算出弹簧的伸长量x； c．改变钩码个数，重复实验步骤b； d．将另一根与A完全相同的弹簧剪成长度不同的两段B和C，测出B和C的原长之比为2∶1，分别用B和C代替A重复实验步骤a、b、c. (3)根据实验测量的数据，以所挂钩码个数n为横坐标，弹簧伸长量x为纵坐标，得到上述A、B、C三个弹簧的x­n图像如图所示，根据图像可得出的实验结论为__劲度系数与弹簧原长成反比__，图线A的上部发生弯曲的原因是__弹簧弹力超过其弹性限度__． 学科网（北京）股份有限公司 $$