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[!--downpath--]目的:
1.探究弹簧的弹力与伸长率之间的定量关系。
2. 学习如何使用图像来研究两个数学量之间的关系。
实验原理:
1、挂钩挂在上端时弹簧会伸长,平衡时弹簧形成的弹力与重力相等。
2、用标尺测量弹簧在不同吊钩张力下的伸长x,并建立坐标系。 纵坐标代表弹力F,横坐标代表弹簧的伸长x。 在坐标系中画出实验中测得的各组(x,F)对应的点,用平滑的曲线连接起来。 根据实验得到的图表,可以窥探弹力与伸长率之间的关系。
实验设备:
轻量弹簧(一根)、钩码(一盒)、刻度尺、铁架、重垂线、坐标纸、三角尺。
实验步骤:
1、将铁架放在台面上(固定),将弹簧的一端固定在铁架的横梁上,将刻度尺(最小分度为mm)固定在靠近弹簧的铁架上,用检测刻度尺是否垂直的;
2、记下弹簧上端不勾时对应的刻度L0;
3、在弹簧上端挂一个挂钩。 挂钩静止后,记下弹簧上端对应的刻度Ll;
4、用前面的方法,在弹簧上端挂上2、3、4……钩子时,记下弹簧上端对应的刻度L2、L3、L4……,记下获取表格中的数据;
5、用xn=Ln-L0估算弹簧的伸长量,当一、二、三……等于弹簧力的大小,将得到的数据填入表格。
数据处理:
1.建立坐标系,标明纵横轴所代表的数学量和单位;
2. 比例尺:比例尺要合适,使得到的图线遍布整个坐标系;
3、描点:描点时要留下痕迹;
4.连接:让尽可能多的点落在同一条直线上,让其余的点落在直线的一侧,放弃偏差较大的点;
5.根据图像进行推理。
例:你和同事探讨弹力与弹簧伸长率的关系,测量弹簧的刚度系数k。 方法是先将待测弹簧的一端固定在铁架上,然后将最小刻度为毫米的刻度垂直放置在弹簧两侧研究弹簧弹力的大小,使弹簧另一端的指针刚好落在规模上。 弹簧自然悬垂时,指针指示的刻度值记为L0; 弹簧上端挂50g重物时,指针指示的刻度值记为L1; 当两个50g的砝码挂在弹簧的顶端时,指针所指示的刻度值记为L2,...当悬挂7个50g的砝码时,指针所指示的刻度值记为L7。
(1)下表记录了朋友测得的6个值,其中有两个记错了,它们的代表符号分别是和_____。 检验记录表:
(2)实验中,L3和L7这两个值还没有测到,请按照上图在记录表中填写这两个检测值。
参考答案;
(1) L5; L6
(2) 6.85 (6.84~6.86); 14.05 (14.04~14.06)
(3) L7-L3; 7.20 (7.18~7.22)
(4)
;1.75
(5) 28
(3)朋友为了充分利用测试数据研究弹簧弹力的大小,将测量值的差值一一计算如下,估算出三个差值:d1=L4-L0=6.90cm,d2=L5-L1 =6.90cm,d3=L6-L2=7.00cm。 请给出第四个差值:d4==cm。
(4) 根据上述差值,可得到弹簧每减重50g的平均伸长量ΔL。 d1、d2、d3、d4所表示的ΔL的多项式为:ΔL=,代入数据得到的解为ΔL=。
(5)估算弹簧的刚度系数k=N/m(g为9.8m/s2)。
【探究弹力与弹簧伸长率的关系】探究弹力与弹簧伸长率的关系