3.1.2实验:探究弹簧弹力与形变量的关系考点精讲考点1:实验原理及实验操作一、实验原理和方法1.弹簧弹力F的确定:弹簧下端悬挂钩码,静止的钩码处于平衡状态,弹力大小与所挂钩码的重力大小相等。2.弹簧的伸长量x的确定:弹簧的原长l0与挂上钩码后弹簧的长度l可以用刻度尺测出,弹簧的伸长量x=l-l0。3.图像法处理实验数据:作出弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系图像,根据图像可以分析弹簧弹力和弹簧伸长量的关系。二、实验器材铁架台、毫米刻度尺(米尺)、轻弹簧、钩码(一盒)、三角板、铅笔、坐标纸等。三、实验步骤1.按如图所示安装实验装置,记下弹簧下端不挂钩码时弹簧的长度l0。2.在弹簧下端悬挂一个钩码,平衡时记下弹簧的总长度,并记下钩码的重力。3.增加钩码的个数,重复上述实验过程,将数据填入表格。以F表示弹力,l表示弹簧的总长度,x=l-l0表示弹簧的伸长量。1234567F/Nl/cmx/cm【例1】某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。(1)将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧。弹簧轴线和刻度尺都应在方向(选填“水平”或“竖直”)。(2)弹簧自然悬挂,待弹簧时,长度记为L0;弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx;在砝码盘中每次增加10g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6。数据如表:代表L0LxL1L2L3L4L5L6符号数值(cm)25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30表中有一个数值记录不规范,代表符号为,由表可知所用刻度尺的最小分度为。(3)如图是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与的差值(选填“L0”或“Lx”)。(4)由图可知弹簧的劲度系数为N/m;通过图和表可知砝码盘的质量为g。(结果保留2位有效数字,g取9.8m/s2)【解析】(1)为保证弹簧的形变只由砝码和砝码盘的重力引起,所以弹簧轴线和刻度尺均应在竖直方向。(2)弹簧静止时,记录原长L0;表中的数据L3与其他数据有效数字位数不同,所以数据L3不规范,标准数据应读至厘米位的后两位,最后一位应为估计值,精确至mm位,所以刻度尺的最小分度为1mm。(3)由题图知所挂砝码质量为0时,x为0,所以x=L-Lx。(4)由胡克定律F=kΔx知,mg=k(L-Lx),即mg=kx,所以图线斜率即为=,则弹簧的劲度系数k==N/m=4.9N/m。同理砝码盘质量m==kg=0.01kg=10g。考点2:数据处理及误差分析一、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,如图所示。2.以弹簧伸长量为...