【實驗目的】

1．探究彈力和彈簧伸長的定量關系。

2．學會利用列表法、圖象法研究物理量之間的關系。

【實驗原理】

彈簧受力會發生形變，形變的大小與受到的外力有關．沿着彈簧的方向拉彈簧，當形變穩定時，彈簧産生的彈力與使它發生形變的拉力在數值上是相等的。

【實驗器材】

彈簧、毫米刻度尺、鐵架台、鈎碼若幹、坐标紙。

【實驗步驟】

1．将彈簧的一端挂在鐵架台上，讓其自然下垂，用刻度尺測出彈簧自然伸長狀态時的長度 l0，即原長。

圖1

圖2

2．如圖 1所示，将已知質量的鈎碼挂在彈簧的下端，在平衡時測量彈簧的總長度并測出鈎碼的重力，填寫在記錄表格裡。

3.改變所挂鈎碼的質量，重複前面的實驗過程多次。

【實驗數據的處理】

1．以彈力 F(大小等于所挂鈎碼的重力)為縱坐标，以彈簧的伸長量 x 為橫坐标，用描點法作圖．連接各點，得出彈力 F 随彈簧伸長量 x 變化的圖線。

2．以彈簧的伸長量為自變量，寫出曲線所代表的函數．首先嘗試一次函數，如果不行則考慮二次函數。

3．得出彈力和彈簧伸長之間的定量關系，解釋函數表達式中常數的物理意義。

【實驗誤差的來源】

1．彈簧長度的測量誤差。

2．描點畫線的作圖誤差。

【注意事項】

(1)不要超過彈性限度：實驗中彈簧下端挂的鈎碼不要太多，以免彈簧被過分拉伸，超過彈簧的彈性限度。

(2)盡量多測幾組數據：要使用輕質彈簧，且要盡量多測幾組數據。

(3)觀察所描點的走向：本實驗是探究性實驗，實驗前并不知道其規律，所以描點以後所作的曲線是試探性的，隻是在分析了點的分布和走向以後才決定用直線來連接這些點。

(4)統一單位：記錄數據時要注意彈力及彈簧伸長量的對應關系及單位。

【誤差分析】

(1)鈎碼标值不準确、彈簧長度測量不準确帶來誤差。

(2)畫圖時描點及連線不準确也會帶來誤差。

【現學現用】如圖甲所示，用鐵架台、彈簧和多個已知質量且質量相等的鈎碼探究在彈性限度内彈簧彈力與彈簧伸長量的關系．

(1)為完成實驗，還需要的實驗器材有： 。

(2)實驗中需要測量的物理量有： 。

圖3

(3)圖乙是彈簧彈力 F 與彈簧伸長量 x 的 F－x 圖線，由此可求出彈簧的勁度系數為 N/m.圖線不過原點的原因是由于 。

(4)為完成該實驗，設計的實驗步驟如下：

A．以彈簧伸長量為橫坐标，以彈力為縱坐标，描出各組(x，F)對應的點，并用平滑的曲線連接起來。

B．記下彈簧不挂鈎碼時其下端在刻度尺上的刻度 l0。

C．将鐵架台固定于桌子上，并将彈簧的一端系于橫梁上，在彈簧附近豎直固定一把刻度尺。

D．依次在彈簧下端挂上 1個、2個、3個、4個……鈎碼，并分别記下鈎碼靜止時彈簧下端所對應的刻度，并記錄在表格内，然後取下鈎碼。

E．以彈簧伸長量為自變量，寫出彈力與伸長量的關系式．首先嘗試寫成一次函數，如果不行，則考慮二次函數。

F．解釋函數表達式中常數的物理意義。

G．整理儀器。

請将以上步驟按操作的先後順序排列出來： .

【答案解析】

答案解析