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1、 一、實驗?zāi)康?1探究彈力與彈簧伸長量的定量關(guān)系 2學(xué)會用列表法、圖象法、函數(shù)法處理實驗數(shù)據(jù) 二、實驗原理 1如圖所示，在彈簧下端懸掛鉤碼時彈簧會伸長，平衡時彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等第第4單元實驗單元實驗(一一)探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 2彈簧的長度可用刻度尺直接測出，伸長量可以由拉長后的長度減去彈簧原來的長度進行計算這樣就可以研究彈簧的彈力和彈簧伸長量之間的定量關(guān)系了 三、實驗器材 鐵架臺、彈簧、毫米刻度尺、鉤碼若干、三角板、坐標(biāo)紙、重垂線、鉛筆 四、實驗步驟 1將彈簧掛在支架上，測量彈簧的原長l0. 2在彈簧下端掛上鉤碼，待鉤碼靜止時測出彈簧的長度l.
2、 3求出彈簧的伸長量x和所受的外力F(等于所掛鉤碼的重力) 4改變所掛鉤碼的數(shù)量，重復(fù)上述實驗，要盡量多測幾組數(shù)據(jù)，將所測數(shù)據(jù)填寫在下列表格中 記錄表：彈簧原長l0_cm 五、數(shù)據(jù)處理 1以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標(biāo)，以彈簧的伸長量x為橫坐標(biāo)，用描點法作圖連接各點，得出彈力F隨彈簧伸長量x變化的圖線 2以彈簧的伸長量x為自變量，寫出曲線所代表的函數(shù)首先嘗試寫成一次函數(shù)，如果不行則考慮二次函數(shù) 3得出彈力和彈簧伸長量之間的定量關(guān)系，解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義 六、誤差分析 1彈簧拉力大小的不穩(wěn)定易造成誤差，使彈簧的懸掛端固定，另一端通過懸掛鉤碼來充當(dāng)對彈簧的拉力，可以提高實驗的
3、準(zhǔn)確度 2彈簧長度的測量是本實驗的主要誤差來源，測量時盡量精確地測量彈簧的長度 3在Fx圖象上描點、作圖不準(zhǔn)確 七、注意事項 1所掛鉤碼不要過重，以免彈簧被過分拉伸，超出它的彈性限度 2每次所掛鉤碼的質(zhì)量差盡量大一些，從而使坐標(biāo)上描的點盡可能稀，這樣作出的圖線更精確 3測量彈簧的原長時要讓它自然下垂測彈簧長度時，一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時測量，以減小誤差 4測量有關(guān)長度時，應(yīng)區(qū)別彈簧原長l0、實際總長l及伸長量x三者之間的不同，明確三者之間的關(guān)系 5建立平面直角坐標(biāo)系時，兩軸上單位長度所代表的量值要適當(dāng)，不可過大，也不可過小 6描點畫線時，所描的點不一定都落在一條曲線上，但應(yīng)注意一定
4、要使各點均勻分布在曲線的兩側(cè)描出的線不應(yīng)是折線，而應(yīng)是平滑的曲線 7記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力與彈簧伸長量的對應(yīng)關(guān)系及單位 類型一實驗中應(yīng)注意的問題 【例1】(1)在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗中，以下說法正確的是() A彈簧被拉伸時，不能超出它的彈性限度 B用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，應(yīng)保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài) C用直尺測得彈簧的長度即為彈簧的伸長量 D用幾個不同的彈簧，分別測出幾組拉力與伸長量，得出拉力與伸長量之比相等 (2)某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗，他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長，用直尺測出彈簧的原長L0，再把彈簧豎直懸掛起來，掛上鉤碼后測出彈簧伸長后
5、的長度L，把LL0作為彈簧的伸長量x，這樣操作，由于彈簧自身重力的影響，最后畫出的圖線可能是圖中的() 【解析】(1)本實驗中應(yīng)以所研究的一根彈簧為實驗對象，在彈性限度內(nèi)通過增減鉤碼的數(shù)目，以改變對彈簧的拉力，來探索彈力與彈簧伸長的關(guān)系，所以選A、B. (2)考慮彈簧自身重力的影響，當(dāng)不掛鉤碼時，彈簧的伸長量x0，所以選C. 【答案】(1)AB(2)C 類型二實驗數(shù)據(jù)的處理 【例2】(2011年高考安徽理綜)為了測量某一彈簧的勁度系數(shù)，將該彈簧豎直懸掛起來，在自由端掛上不同質(zhì)量的砝碼實驗測出了砝碼質(zhì)量m與彈簧長度l的相應(yīng)數(shù)據(jù)，其對應(yīng)點已在圖上標(biāo)出(g9.8 m/s2) (1)作出ml的關(guān)系圖線
6、； (2)彈簧的勁度系數(shù)為_N/m. 【解析】(1)畫一條直線盡量通過較多的點，如圖所示【答案答案】(1)見解析圖見解析圖(2)0.261(在在0.2480.262間均可間均可) 類型三實驗創(chuàng)新設(shè)計 【例3】橡皮筋也像彈簧一樣，在彈性限度內(nèi)，伸長量x與彈力F成正比，即Fkx，k的值與橡皮筋未受到拉力時的長度l、橫截面積S有關(guān)理論和實踐都表明kY，其中Y是一個由材料決定的常數(shù)，材料力學(xué)中稱之為楊氏模量 (1)在國際單位制中，楊氏模量Y的單位應(yīng)該是() ANBm CN/m DPa (2)有一段橫截面為圓形的橡皮筋，應(yīng)用如圖所示的實驗裝置，可以測量出它的楊氏模量Y的值 首先利用測量工具a測得橡皮筋的長度l20.00 cm，利用測量工具b測得橡皮筋未受到拉力時的直徑D4.000 mm，那么測量工具a和b應(yīng)分別為_、_. (3)用如圖(a)所示的裝置就可以測量出這種橡皮筋的Y值，下表為橡皮筋受到的拉力F與伸長量x的實驗記錄，請在圖(b)中做出Fx圖象. (4)由以上實驗可求出該橡皮筋的Y值為_(保留一位有效數(shù)字) 【答案】(1)D(2)毫米刻度尺螺旋測微器 (3)見解析圖(4)5106 Pa
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