实验:探究弹力与弹簧伸长的关系 [例1]某同学用如图所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验.他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度.然后在弹簧下端挂上砝码.并逐个增加砝码.测出指针所指的标尺刻度.所得数据列表如下:(重力加速度g取9.8 m/s2) 砝码质量 m/102 g 0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 标尺刻度 x/10-2 m 15.00 18.94 22.82 26.78 30.66 34.60 42.00 54.50 (1)根据所测数据.在图坐标纸上作出弹簧指针所指标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线. (2)根据所测得数据和关系曲线可以判断.在 范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律.这种规格的弹簧劲度系数为 N/m. [解析](1)根据表中数据描点.按照各点的分布与走向.作出一条平滑曲线.如图所示. (2)由关系曲线可以看出.砝码质量在0-500 g范围内.图线近似为一条直线.即满足弹簧的拉力和形变量成正比.当不挂砝码时.弹簧的长度l0=15×10-2 m.当砝码质量 m=500 g时.l≈35×10-2 m.由ΔF=mg=kΔx解得k=mg/(l-l0)= N/m=25 N/m [答案]0-500 g,25 [思维提升](1)据所给实验数据描点.然后作出平滑曲线.注意所画的线不一定过所有点.原则是应尽量使各点较均匀地分布在曲线的两侧.描点时要符合客观实际.“曲 .“直 分明.(2)理解坐标的物理含义:x为挂不同砝码时弹簧的长度而不是形变量.(3)曲线的弯曲部分表示弹力超过了弹簧的弹性限度. [拓展1]用金属制成的线材受到拉力会伸长.十七世纪英国物理学家胡克发现:金属丝或金属杆在弹性限度内它的伸长与拉力成正比.这就是著名的胡克定律.这一发现为后人对材料的研究奠定了重要基础.现有一根用新材料制成的金属杆.长为4 m.横截面积为0.8 cm2.设计要求它受到拉力后伸长不超过原长的1/1 000.问最大拉力多大?由于这一拉力很大.杆又较长.直接测试有困难.选用同种材料制成样品进行测试.通过测试取得数据如下: (1)测得结果表明材料受拉力作用后.其伸长量与材料的长度成 正比 .与材料的截面积成 反比 . (2)上述金属细杆承受的最大拉力为 104 N. [解析](1)由题中列表可看出.材料样品的伸长量与材料的长度成正比.与材料的截面积成反比. (2)由表可看出.材料一定长.一定截面积时.拉力与伸长量的比例为定值. 设1 m长.截面积为0.05 cm 2的比例系数为K1, 2 m长.截面积为0.05 cm2的比例系数为K2, 1 m长.截面积为0.10 cm2的比例系数为K3. 则K1= N/m=6.25×105 N/m K2= N/m=×6.25×105 N/m K3= N/m=2×6.25×105 N/m 由K1.K2.K3的值可得.比例系数K与长度L成反比.与截面积S成正比.故K∝ 设4 m长.截面积为0.8 cm2的比例系数为K0. 则 所以K0=2.5×106 N/m 又金属细杆最大伸长量为xm=4×m=4×10-3 m 所以金属细杆承受的最大拉力为 Fm=K0xm=2.5×106×4×10-3 N=104 N 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

在“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验中,得到轻质弹簧的弹力F大小和弹簧长度L的关系如图所示,则由图线可知:
(1)弹簧的原长是
10
10
cm
(2)弹簧的劲度系数为
200
200
N/m
(3)表示弹簧处于压缩状态的是图线
b
b

查看答案和解析>>

做“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验步骤如下:
A.以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组数据(x,F)对应的点,并用平滑的曲线连接起来
B.记下弹簧不挂钩码时,其下端对应刻度尺上的刻度L
C.将铁架台固定在桌子上(也可在横梁的另一端挂上一定的配重),并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一刻度尺
D.依次在弹簧下端挂上2个?3个?4个…钩码,并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度,并记录在表格内,然后取下钩码
E.以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与伸长量的关系式.首先尝试写成一次函数,不行写成二次函数
F.解释函数表达式中常数的物理意义
G.整理仪器
请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来:
CBDAEFG
CBDAEFG

查看答案和解析>>

在“探究弹力与弹簧伸长的关系,并测定弹簧的劲度系数”的实验中,实验装置如图1,所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力,实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在绳子的下端,每次测出相应的弹簧总长度.
精英家教网
(1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在如坐标图2中,请作出F-L图线.
(2)由此图线可得出的结论是
 
;该弹簧的原长为L0=
 
cm,劲度系数k=
 
N/m.
(3)该同学实验时,把弹簧水平放置与弹簧竖直悬挂放置相比较.
优点在于:
 

缺点在于:
 

查看答案和解析>>

在“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验中。

①关于操作步骤先后顺序,下列说法正确的是

A.先测量原长,后竖直悬挂

B.先竖直悬挂,后测量原长

C.先后顺序对实验结果无影响

D.先后顺序对实验结果的影响程度取决于弹簧的自重

②为了探求弹簧弹力F和弹簧伸长量的关系,李强同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试,根据测得的数据绘出如图所示的图象,从图象上看,该同学没能完全按实验要求做,使图象上端成为曲线,图象上端成为曲线是因为             .这两根弹簧的劲度系数分别为:甲弹簧为        N/m,乙弹簧为

        N/m。若要制作一个精确度较高的弹簧秤,应选弹簧        (填“甲”或“乙”)。

③以下是一位同学准备完成的实验步骤,请你帮这位同学按操作的先后顺序,用字母排列出来是:               .

A.以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组数据(x,F)对应的点,并用平滑的曲线连结起来.

B.记下弹簧不挂钩码时,其下端在刻度尺上的刻度L0

C.将铁架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一刻度尺

D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码,并分别记下钩码静止时,弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内,然后取下钩码

E.以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与弹簧伸长量的关系式。

F.解释函数表达式中常数的物理意义。

④下表是这位同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测的几组数据:

弹力(F/N)

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

弹簧原来长度(L0/cm)

15

15

15

15

15

弹簧后来长度(L/cm)

16.2

17.3

18.5

19.6

20.8

弹簧伸长量(x/cm)

 

 

 

 

 

请你算出每一次弹簧伸长量,并将结果填在上表的空格内;在图11的坐标上作出F-x图线;并写出曲线的函数表达式(x用cm作单位):              ,其中常数的物理意义表示:                         

 

查看答案和解析>>

在探究“弹力与弹簧伸长的关系”实验中,通过在悬挂的弹簧下面加钩码,逐渐使弹簧伸长,得到以下数据:

钩码个数

1

2

3

4

5

6

弹簧弹力F/N

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

弹簧伸长x/cm

1.20

2.40

3.60

4.76

6.10

7.10

(1)由数据在坐标系中画出F—x图像(坐标系在答题纸上)

(2)由此得出结论是                                 

(3)由图像得弹簧的劲度系数为k=        N/m。

 

查看答案和解析>>


同步练习册答案