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在探索弹力和弹簧伸长关系的实验中如何设计实验步骤??

解析:(1)物理学的研究总是从观察现象开始的.在探究弹力和弹簧伸长的关系时,我们先观察实验现象,作定性研究.把一个弹簧挂在铁架台上,向下拉弹簧,看到的现象是:拉力越大时,弹簧越长,弹簧的伸长越大.?

(2)研究定量关系要先有科学猜测.定量研究都是从研究者提出猜测开始的.对于弹力和弹簧伸长的关系,我们提出如下几种猜测:?

①弹力大小与弹簧长度成正比.?

②弹力大小与弹簧的伸长成正比.?

③弹力大小与弹簧伸长的平方成正比.?

第一个猜测立即被否定了,因为拉力为零时,弹簧长度不为零.后两种猜测哪个是对的?要在实验中寻找答案.?

(3)从设计实验方案到采集数据.?

什么样的实验装置能方便地测量弹力和弹簧伸长呢??

铁架台的横杆上挂着一个弹簧,弹簧旁边立着一个刻度尺,记下弹簧的上端对应的刻度和不挂钩码时弹簧下端对应的刻度,记录在数据表里.在弹簧下面挂一个砝码,再记下弹簧下端对应的刻度.一个、一个地增加砝码,依次记下各种拉力作用下弹簧下端对应的刻度,并算出每种情形下弹簧的长度和伸长量,记录在表格里.

砝码重F/N

弹簧长度L/cm

弹簧伸长x/cm

弹力与弹簧伸长之比

0.50

16.0

11.0

22.0

0.60

18.3

13.3

22.2

0.70

20.5

15.5

22.1

0.80

22.7

17.7

22.1

0.90

25.1

20.1

22.3

0.95

26.2

21.2

22.3

(4)分析数据,验证猜测,得出结论.?

分析表中数据,很容易判定正确的结论是弹力与弹簧伸长成正比,第二种猜测被证实,第三种猜测被否定.?

分析关系除了用计算法还可以用图象法.在坐标纸上画坐标轴,让纵轴表示弹簧的伸长量x=L-L0,横轴表示弹力F,然后描点.描点后连线要注意三点:①使直线更多地通过所描的点;②不能通过的点要均匀分布在直线两侧;②个别偏差比较大的点舍弃.我们看出这5个点与原点基本上分布在同一直线上,这是一条过原点的直线.x-F 图线显示出弹力与伸长成正比.?

(5)判断规律是否有普遍性?

上述结果有没有普遍性呢?一个弹簧的实验结果不能作出一般性结论,换用别的弹簧多次做实验,结果都是弹力与弹簧的伸长成正比,只是不同的弹簧比例系数不同.改为压缩弹簧也是同样的结果,说明这个关系是有一般性的.?


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相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

在“探索弹力和弹簧伸长的关系”实验中:
(1)测量弹簧的总长度,选用的测量工具是
A
A

A.刻度尺             B.游标卡尺           C.螺旋测微器
(2)实验得到下表,若g=10m/s2,弹簧总长x为自变量,各物理量均用国际单位制中单位,弹簧弹力F的函数关系式为
F=100(x-0.15)
F=100(x-0.15)

弹簧总长度x/cm 20.00 25.00 30.00 35.00
钩码质量m/g 500 1000 1500 2000

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科目:高中物理 来源: 题型:

在探索弹力和弹簧伸长的关系的实验中,所用的钩码每只的质量30g.实验中,先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个加挂在弹簧下端,稳定后测出相应的弹簧总长度,将数据填在表中.(弹力始终未超过弹性限度)
(1)在如图坐标纸中作出弹簧弹力大小F跟弹簧总长度x之间的函数关系的图线.
(2)由图线求得该弹簧的劲度k=
26.7
26.7
N/m.
记录数据组 1 2 3 4 5 6
钩码总质量(g) 0 30 60 90 120 150
弹簧总长(cm) 6.00 7.11 8.20 9.31 10.40 11.52
弹力大小(N) 0 0、294 0、558 0、882 1、18 1、47

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科目:高中物理 来源: 题型:

(1)作匀加速直线运动的物体,依次通过A、B、C三点,位移SAB=SBC.已知物体在AB段的平均速度为3m/s,在BC段的平均速度大小为6m/s,那么物体在B点时的即时速度的大小为
5
5
m/s
(2)在“探索弹力和弹簧伸长的关系”实验中:
①测量弹簧的总长度,选用的测量工具是
A
A

A.刻度尺             B.游标卡尺           C.螺旋测微器
②实验得到下表,若g=10m/s2,弹簧总长x为自变量,各物理量均用国际单位制中单位,弹簧弹力F的函数关系式为
F=100(x-0.15)
F=100(x-0.15)

弹簧总长度x/cm 20.00 25.00 30.00 35.00
钩码质量m/g 500 1000 1500 2000
(3)在测定匀变速直线运动加速度的实验中,选定一条纸带如图所示,从0点开始,每5个点取一个计数点的纸带,其中0、1、2、3、4、5、6都为记数点.测得:x1=1.40cm,x2=1.90cm,x3=2.38cm,x4=2.88cm,x5=3.39cm,x6=3.87cm.

①在计时器打出点4时,小车的速度分别为:v4=
31.35
31.35
cm/s,加速度a=
49.6
49.6
cm/s2
②如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比
偏小
偏小
(选填:偏大、偏小或不变).

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科目:高中物理 来源: 题型:

(1).在“探索弹力和弹簧伸长的关系”实验中:
①测量弹簧的总长度,选用的测量工具是
A
A

A.刻度尺             B.游标卡尺           C.螺旋测微器
②实验得到下表,若g=10m/s2,弹簧总长x为自变量,各物理量均用国际单位制中单位,弹簧弹力F的函数关系式为
F=100(x-0.15)
F=100(x-0.15)

弹簧总长度x/cm 20.00 25.00 30.00 35.00
钩码质量m/g 500 1000 1500 2000
(2)图1为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分.图中背景方格的边长均为2.5厘米,如果取重力加速度g=10米/秒2,那么:
①照片的闪光频率为
10
10
Hz..
②小球做平抛运动的初速度的大小为
0.75
0.75
m/s
③小球经过B点时的速度是
1.25
1.25
m/s
(3)某同学用图2所示装置测量重力加速度g,所用交流电频率为50Hz.在所选纸带上取某点为0计数点,然后依次取计数点,所测量数据及其标记符号如图3所示.
①打出的纸带如图3所示,实验时纸带的
端应和重物相连接.(选填“甲”“乙”)
②纸带上l至9各点为计时点,由纸带所示数据可算出实验时的加速度为
9.4
9.4
 m/s2
③关于本次实验误差较大的主要原因,下列说法你认为可能的是
AC
AC

A.选用了质量太小的重锤                 B.先放了纸带,后通电源
C.测量的数据太少,且读数不够准确       D.未按纸带运动方向标注计数点顺序

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科目:高中物理 来源: 题型:

在“探索弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,所得出的函数表达式中常数的物理意义是_____________.

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