l/cm x/cm 0
四、数据处理
1.建立直角坐标系,以F为纵轴,x为横轴,根据测量数据用描点法作图.连接各点得出F随弹簧伸长量x变化的图线.
2.以弹簧的伸长量为自变量,写出图线所代表的函数.首先尝试一次函数,如果不行则考虑二次函数.
3.得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系,解释函数表达式中常数的物理意义.
五、误差分析
1.本实验误差的主要来源为读数和作图时的偶然误差.为了减小误差,要尽量多测几组数据.
2.弹簧竖直悬挂时,未考虑弹簧自身重力的影响会带来系统误差.为了减小该系统误差,实验中应使用轻质弹簧.
一、实验原理及操作
例1 以下是某同学所进行的"探究弹力与弹簧伸长量的关系"的实验步骤:
(1)将一个弹簧的上端固定在铁架台上,竖直悬挂起来,在弹簧下挂一个钩码,记下钩码的质量m1,此时弹簧平衡,弹力大小为F1=m1g,并用刻度尺测量出此时弹簧的长度l1,并记录到表格中.
(2)再增加钩码,重复上述的操作,逐渐增加钩码的重力,得到多组数据.
(3)以力F为纵坐标,以弹簧长度lx为横坐标,根据所测的数据在坐标纸上描点.
(4)按坐标纸上所描各点的分布与走向,作出一条平滑的曲线(包括直线).
(5)根据图线的特点,分析弹簧的弹力F与弹簧长度lx的关系,并得出实验结论.
以上步骤中至少有三个不当之处,请将不合理的地方找出来并进行修正.
答案 见解析
解析 (1)中还应该测出弹簧的原长l0,此时应在不挂钩码的情况下,让弹簧保持自然下垂状态,用刻度尺测出从悬点到弹簧下端的长度即为l0;
(3)中建立坐标系时应该以弹簧的形变量为横坐标,因为探究的是弹力与弹簧伸长量的关系;
(5)中应分析弹力与弹簧伸长量的关系.
1.实验中弹簧下端挂的钩码不要太多,以免超出弹簧的弹性限度.
2.测量长度时,应区别弹簧原长l0、实际长度l及伸长量x三者之间的不同,明确三者之间的关系.为了减小弹簧自身重力带来的影响,测弹簧原长时应让弹簧在不挂钩码时保持自然下垂状态,而不是平放