实验:探究弹簧伸长量与弹力的关系.pdf
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1、实验:探究弹簧伸长量与弹力的关系 一、实验目的 1探究弹力与弹簧伸长的关系。 2学会利用列表法、图象法、函数法处理实验数据。 3验证胡克定律。 二、实验原理 1如图 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。 图 1 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。 3求弹簧的劲度系数:弹簧的弹力F 与其伸长量 x 成正比,比例系数 kF x,即为弹簧的劲 度系数;另外,在 Fx 图象中,直线的斜率也等于弹簧的劲度系数。 三、实验器材 铁架台、弹簧、毫米刻
2、度尺、钩码若干、坐标纸。 四、实验步骤 1按图 2 安装实验装置,记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0。 图 2 2在弹簧下端悬挂一个钩码,平衡时记下弹簧的总长度并记下钩码的重力。 3增加钩码的个数,重复上述实验过程,将数据填入表格,以F 表示弹力, l 表示弹簧的 总长度, xll0表示弹簧的伸长量。 1234567 F/N0 l/cm x/cm0 五、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,如图3 所示。 图 3 2以弹簧伸长量为自变量,写出弹力和弹簧伸长量之间的函数关
3、系,函数表达式中常数即 为弹簧的劲度系数,这个常数也可据Fx 图线的斜率求解, k F x。 六、误差分析 由于弹簧原长及伸长量的测量都不便于操作,存在较大的测量误差, 另外由于弹簧自身的重 力的影响,即当未放重物时,弹簧在自身重力的作用下,已经有一个伸长量,这样所作图线 往往不过原点。 七、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一些,这样作出的图 线精确。 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,刻度尺要保持竖直并靠 近弹簧,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
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