探究弹力与弹簧伸长的关系

探究弹力和弹簧伸长的关系
        1.实验目的
        知道弹力与弹簧伸长的定量关系,学会利用列表法、图象法、函数法处理实验数据.

 
        2.实验原理
        弹簧受力会发生形变,形变的大小与受到的外力有关,沿弹簧的方向拉弹簧,当形变稳定时,弹簧产生的弹力与使它发生形变的拉力在数值上是相等的,用悬挂法测量弹簧的弹力,运用的正是弹簧的弹力与挂在弹簧下面的砝码的重力相等.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.

 
        3.实验器材
弹簧、毫米刻度尺、铁架台、钩码若干、坐标纸.

        4.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)如图所示,将已知质量的钩码挂在弹簧的下端,在平衡时测量弹簧的总长并计算钩码的重力,填写在记录表格里.

1

2

3

4

5

6

7

F/N

L/cm

x/cm


        (3)改变所挂钩码的质量,重复前面的实验过程多次.
        (4)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.

        (5)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.
        (6)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.”探究弹力与弹簧伸长的关系”实验注意事项:
        1.所挂钩码不要过重,以免弹簧被过分拉伸而超出它的弹性限度,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的间距尽可能大,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直线上,但应注意一定要使各点均匀分布在直线的两侧.
        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.