2021版物理全能大一轮复习人教版讲义：讲核心要点·全突破实验二　探究弹簧弹力和伸长量的关系

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讲 核心要点·全突破

实验过程

1.仪器安装:如图所示,将铁架台放在桌面上(固定好),将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上,在靠近弹簧处将刻度尺(最小分度为1 mm)固定于铁架台上,并用重垂线检查刻度尺是否竖直。

2.测量与记录:

(1)记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0,即弹簧的原长。

(2)在弹簧下端挂上钩码,待钩码静止时测出弹簧的长度l,求出弹簧的伸长量x和所受的外力F(等于所挂钩码的重力)。

(3)改变所挂钩码的数量,重复上述实验,要尽量多测几组数据,将所测数据填写在下列表格中。

记录表:弹簧原长l0=__________ cm。 

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。

2.以弹簧的伸长量为自变量,写出图线所代表的函数表达式,并解释函数表达式中常数的物理意义。

误差分析

1.系统误差:钩码标值不准确和弹簧自身重力的影响造成系统误差。

2.偶然误差:

注意事项

1.安装实验装置:要保持刻度尺竖直并靠近弹簧。

2.不要超过弹性限度:实验中弹簧下端挂的钩码不要太多,以免超过弹簧的弹性限度。

3.尽量多测几组数据:要使用轻质弹簧,且要尽量多测几组数据。

4.观察所描点的走向:不要画折线。

5.统一单位:记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位。

实验改进

　本实验的系统误差来自弹簧的重力,所以改进实验的思路应该是尽可能减小弹簧自身重力的影响。

1.一个方案是将弹簧穿过一根水平光滑的杆,在水平方向做实验。

2.另一个方案是选择劲度系数较小的轻弹簧,通过减小读数的相对误差来提高实验的精确度。

3.利用计算机及传感器技术,将弹簧水平放置,且一端固定在传感器上,传感器与计算机相连,对弹簧施加变化的作用力(拉力或推力)时,计算机上得到弹簧弹力和弹簧形变量的关系图象(如图甲、乙所示),分析图象得出结论。

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