1、第三章 相互作用第七课时实验:探究弹力和弹簧伸长的关系探究一 实验原理及操作在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中,以下说法正确的是()A弹簧被拉伸时,不能超过它的弹性限度B用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C用直尺测量弹簧的长度即为弹簧的伸长量D用几个不同的弹簧,分别测出几组拉力与伸长量,得出拉力与伸长量之比相等解析:弹簧的伸长量是指弹簧伸长后的长度减去弹簧的原长,故 C 错误;对于同一个弹簧,其拉力与伸长量的比值,在弹性限度内相等,对于不同的弹簧,拉力与伸长量的比值不一定相同,故 D 错误所以正确选项为 A、B.答案:AB探究二 实验数据处理某同学探究弹力与
2、弹簧伸长量的关系(1)将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都应在_(选填“水平”或“竖直”)方向(2)弹簧自然悬挂,待弹簧_时,长度记为 L0;弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为 Lx;在砝码盘中每次增加 10 g 砝码,弹簧长度依次记为 L1至 L6,数据如表:代表符号L0LxL1L2L3L4L5L6数值/cm25.3527.35 29.35 31.3033.4 35.35 37.40 39.30 表中有一个数值记录不规范,代表符号为_由表可知所用刻度尺的最小分度为_(3)如图是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与_(选填“L0”或“Lx”)的差
3、值(4)由图可知弹簧的劲度系数为_N/m;通过图和表可知砝码盘的质量为_g(结果保留两位有效数字,重力加速度取 9.8 m/s2)解析:(2)测量仪器是 10 分度的,需要估读到最小精度的下一位,则此刻度尺的最小精度应为 1 mm,故 L3读数错误(3)由题图可知,在纵轴每增加 0.01 kg 时,横轴 x 的增加量为 2102 m,而且弹簧长度 L1 与 L0 的差值为4102 m,所以横轴是弹簧长度与 Lx的差值(4)由mgkx得图象的斜率 kmxkg101032102 0.5,故 k4.9 N/m,挂了砝码盘后弹簧伸长了 2 cm,由 mgkx 知其质量为 10 g.答案:(1)竖直(2
4、)稳定 L3 1 mm(3)L0(4)4.9 10某同学在做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,设计了如图所示的实验装置所用的钩码每只的质量都是 50 g,他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将 6 个钩码逐个挂在弹簧的下端,每次都测出相应的弹簧总长度,将数据填在了表中(弹力始终未超过弹性限度,取 g10 m/s2)钩码质量m/g 0 50 100 150 200 250 300 弹簧总长l/cm 16.0 24.1 32.1 40.1 48.0 56.0 64.0(1)试根据这些实验数据在给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小 F 跟弹簧伸长量 x 的关系图象(2)根据图象可知弹簧的劲度系数 k_N/m.(保留三位有效数字)解析:(1)根据 xll0,算出各弹力所对应的伸长量如表所示:弹力/N 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 伸长量/cm 0 8.10 16.1 24.1 32.0 40.0 48.0 以弹力 F 为纵坐标,伸长量 x 为横坐标,在坐标系中标出各伸长量下的弹力所对应的点,用平滑的曲线将各个点连接所得 F-x 图象如图所示(2)由胡克定律得:kFx6.25 N/m.答案:见解析