2025版高考物理一轮总复习知识梳理第2章相互作用实验2探究弹簧弹力与形变量的关系

这是一份2025版高考物理一轮总复习知识梳理第2章相互作用实验2探究弹簧弹力与形变量的关系，共2页。学案主要包含了实验目的，实验原理，实验器材，实验步骤，误差分析，注意事项等内容，欢迎下载使用。

(1)探究弹力与 弹簧形变量 的定量关系。
(2)学会利用图像研究两个物理量之间的关系的方法。
二、实验原理
(1)如图所示，弹簧在下端悬挂钩码时会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与 钩码总重力 大小相等。
(2)用刻度尺测出弹簧在不同的钩码拉力下的伸长量，建立坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中找出实验所测得的各组(x，F)对应的点，用 平滑的曲线 连接起来，根据实验所得的图线，就可探知弹力大小与伸长量间的关系。
三、实验器材
除轻质弹簧(一根)，钩码(一盒)，刻度尺，铁架台外，还需 重垂线 ， 坐标纸 ，三角板。
四、实验步骤
(1)如图所示，将铁架台放于桌面上(固定好)，将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上，在靠近弹簧处将刻度尺(分度值为1 mm)固定于铁架台上，并用 重垂线 检查刻度尺是否竖直。
(2)记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度L0。
(3)在弹簧下端挂上一个钩码，待钩码静止后，记下弹簧下端所对应的刻度L1。
(4)用上面方法，记下弹簧下端挂2个、3个、4个……钩码时，弹簧下端所对应的刻度L2、L3、L4……并将所得数据记录在表格中。
(5)用xn＝Ln－L0计算出弹簧挂1个、2个、3个……钩码时弹簧的伸长量，并根据当地重力加速度值g，计算出所挂钩码的总重力，这个总重力就等于 弹力 的大小，将所得数据填入表格。
(6)根据所测数据在坐标纸上描点，最好以 弹力F 为纵坐标，以弹簧的 伸长量x 为横坐标。
(7)按照图中各点的分布与走向，尝试作出一条平滑的曲线(包括直线)。所画的点不一定正好都在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同。
(8)以弹簧的伸长为自变量，写出曲线所代表的函数，首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数。
(9)解释函数表达式中常数的物理意义。
五、误差分析
(1)钩码标值不准确、弹簧长度测量不准确以及画图时描点连线不准确等都会引起实验误差。
(2)悬挂钩码数量过多，导致弹簧的形变量超出了其弹性限度，不再符合胡克定律(F＝kx)，故图像甲发生弯曲。
(3)水平放置弹簧测量其原长，由于弹簧有自重，将其悬挂起来后会有一定的伸长量，故图像乙横轴截距不为零。
六、注意事项
1．安装实验装置：要保持刻度尺竖直并靠近弹簧。
2．不要超过弹性限度：实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免超过弹簧的弹性限度。
3．尽量多测几组数据：要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据。
4．观察所描点的走向：不要画折线。
5．统一单位：记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位。钩码个数
刻度
伸长量x
弹力F
0
L0＝
1
L1＝
x1＝L1－L0
F1＝
2
L2＝
x2＝L2－L0
F2＝
3
L3＝
x3＝L3－L0
F3＝
⋮
⋮
⋮
⋮
6
L6＝
x6＝L6－L0
F6＝