高考物理必考实验精细精讲：实验二　探究弹力和弹簧伸长的关系

实验二　探究弹力和弹簧伸长的关系 目录 课前预习·基础落实 课堂互动·考点突破 课前预习·基础落实 【实验目的】 1．探究弹力和弹簧伸长的定量关系。 2．学会用列表法和图象法处理实验数据。 【实验原理】 1．如图实Ⅱ－1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。 【实验器材】 铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角板、坐标纸、重垂线、铅笔。 【实验过程】 一、实验步骤 1．将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0，即原长。 2．如图实Ⅱ－2所示，在弹簧下端挂质量为m1的钩码，量出此时弹簧的长度l1，记录m1和l1，填入自己设计的表格中。 3．改变所挂钩码的质量，量出对应的弹簧长度，记录m2、m3、m4、m5和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5，并得出每次弹簧的伸长量x1、x2、x3、x4、x5。 二、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，写出曲线所代表的函数。首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数。 3．得出弹力和弹簧伸长之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义。 【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．弹簧长度的测量，是本实验的主要误差来源。所以，测量时尽量精确地测量弹簧的长度。 【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。 3．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，以免增大误差。 4．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。 5．记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位。 课堂互动·考点突破 考点一　实验原理与操作 [例1]　 (临沂模拟)如图实Ⅱ－3甲所示，用铁架台、弹簧