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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(jìn)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(dá)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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