2017年高考物理专题精讲：2.4探究弹力和弹簧伸长的关系（实验）

2.4探究弹力和弹簧伸长的关系（实验） 一、实验目的 1.探究弹力和弹簧伸长之间的关系。 2.学会利用图象法处理实验数据。 二、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,伸长量可以由拉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。 三、实验器材 　铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角板、坐标纸、铅笔。 四、实验步骤 1.仪器安装 (1)将弹簧挂在支架上,测量弹簧的原长l0。 (2)在弹簧下端挂上钩码,待钩码静止时测出弹簧的长度l。 (3)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)改变所挂钩码的数量,重复上述实验,要尽量多测几组数据,将所测数据填写在下列记录表格中: 2.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、注意事项与误差分析 1.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,从而使坐标上描的点尽可能稀疏,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,应区别弹簧原长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)描点画线时,所描的点不一定都落在一条曲线上,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。 2.误差分析 (1)弹簧拉力大小的不稳定会造成误差。因此,使弹簧的悬挂端固定,另一端通过悬挂钩码来充当对弹簧的拉力,待稳定后再读数可以提高实验的准确度。 (2)尽量精确地测量弹簧的长度,也是减小实验误差的基本方法。 (3)描点、作图不准确,造成偶然误差。 六、实验改进 　本实验的系统误差主要来自弹簧的重力,可以巧用“弹力变化量”和“弹簧的长度变化量”的关系,通过