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  • 高中物理必修1实验 探究弹力和弹簧伸长的关系

    一、实验目的

    1.探究弹力和弹簧伸长的定量关系.

    2.学会利用列表法、图象法研究物理量之间的关系.

    二、实验原理

    弹簧受到拉力会伸长,平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等;弹簧的伸长量越大,弹力也就越大.

    图片20190907172211.png

    三、实验器材

    铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸.

    四、实验步骤

    1.安装实验仪器(见实验原理图).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,让其自然下垂,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.用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0,即原长.

    3.在弹簧下端挂质量为m1的钩码,量出此时弹簧的长度l1,记录m1l1,填入自己设计的表格中.

    4.改变所挂钩码的质量,量出对应的弹簧长度,记录m2m3m4m5和相应的弹簧长度l2l3l4l5,并得出每次弹簧的伸长量x1x2x3x4x5.

    图片20190907172336.png

    六、数据处理

    1.列表法

    将测得的Fx填入设计好的表格中,可以发现弹力F与弹簧伸长量x的比值在误差允许范围内是相等的.

    2.图象法

    以弹簧伸长量x为横坐标,弹力F为纵坐标,描出Fx各组数据相应的点,作出的拟合曲线,是一条过坐标原点的直线.

    七、误差分析

    1.钩码标值不准确、弹簧长度测量不准确带来误差.

    2.画图时描点及连线不准确也会带来误差.

    八、注意事项

    1.每次增减钩码测量有关长度时,均需保证弹簧及钩码不上下振动而处于静止状态,否则,弹簧弹力有可能与钩码重力不相等.

    2.弹簧下端增加钩码时,注意不要超过弹簧的弹性限度.

    3.测量有关长度时,应区别弹簧原长l0、实际总长l及伸长量x三者之间的不同,明确三者之间的关系.

    4.建立平面直角坐标系时,两轴上单位长度所代表的量值要适当,不可过大,也不可过小.

    5.描线的原则是,尽量使各点落在描画出的线上,少数点分布于线两侧,描出的线不应是折线,而应是光滑的曲线.