一．实验目的：探索弹力与弹簧伸长的定量关系，并学习所用的科学方法。 二．实验器材
①弹簧一根（弹簧不宜过软，以免弹簧被拉伸时超出它的弹性限度
②相同质量的钩码四个
③毫米刻度尺一根
④铁架台一个（用来悬挂弹簧）。
电锅炉制造三．实验步骤
1.将弹簧悬挂在铁架台上，用毫米刻度尺量出弹簧的长度。
2.在弹簧下挂1个钩码，用毫米刻度尺量出此时弹簧的长度。
晶闸管调压器3.分别在弹簧下挂 2、3、4个钩码，依次量出相应的弹簧长度、、。
4.分别计算出在弹簧下挂1至4个钩码时弹簧的伸长量。
5.以力为纵坐标，以弹簧的伸长量为横坐标，根据表中所测数据在坐标纸上描点。
6.按照坐标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在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同。
四．注意事项
1. 不要超出弹簧的弹性限度
2. 竖直悬挂弹簧，测量弹簧的原长
五．实验结论
胡克定律：弹簧的弹力与形变量成正比。
六．怎样描绘实验图线
处理实验数据的常用方法之一是图象法。运用图象法处理数据有许多优点，例如，能比较
直观地表达物理规律，能够减小偶然误差对结果的影响，能够较方便地获得某些未经测量或无法直接测量的物理量数值。
（1）描绘图线时，一般以横坐标代表自变量，以纵坐标代表因变量，在轴的末端箭头旁注明代表的物理量及其单位。
（2）根据测量的数据，选取适当的坐标轴的标度（即每格所代表的量值），使横轴与纵轴的全长（表示数据的最大值的长度）接近相等，图线大约分布在正方形区域内，并尽可能使最小分度与测量的准确程度相一致，且测量的准确值在图上也能确切标出。
（3）当图线不通过坐标原点时，坐标的原点可以不从零开始，这样可以使图线分布匀称。
（4）描点和连线。依据实验数据用削尖的铅笔在图上描点，用“×”或“·”符号标明。描线应该用直尺或曲线板，描出的线应是光滑的直线或曲线。因为测量值有一定的误差，图线不通过全部点是正常现象，连线时应尽量使图线通过或接近数据点，个别严重偏离的点应舍弃，应使其余的点尽量比较均匀地分布在困线两侧。
【例】一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如右图所示。下列表述正确的是( )
A a的原长比b的长
B a的劲度系数比b的大
C a的劲度系数比b的小
D 测得的弹力与弹簧的长度成正比
【例】在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中，以下说法正确的是( )
A 弹簧被拉伸时，能超出它的弹性限度
B 用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态
C 用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D 用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等
【例】某同学做《探索弹力和弹簧伸长的关系》的实验时，他先把弹簧放在水平桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长为l0，再把弹簧竖直悬挂起来，然后用竖直向下的力F拉弹簧下端，测出弹簧的长度为l，把l-l0作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后作出F-x图象，可能是下图中_______图正确（其它操作都正确）
若图中提供的x0、x1、F1、F0均作为已知量，则根据正确的图象能求出弹簧的劲度系数K=
【例】在“探究弹力和弹簧伸长的关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如右图所示．所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度．
(1)温度自动控制系统有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标图中，请作出F－L图线．
(2)由此图线可得出该弹簧的原长L0＝______cm，劲度系数k＝______ N/m.
(3)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较．
优点在于：_________________________________________________.
缺点在于：__________________________________________________.
实验二：验证力的平行四边形定则
一、实验步骤
1．在水平桌面上平放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸固定在方木板上．
2．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，用两条细绳套结在橡皮条的另一端．
3．用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O（如图所示）．
4．用铅笔描下结点O的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数．在白纸上按比例作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，利用刻度尺和三角板根椐平行四边形定则求出合力F．buck降压电路
5．只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O,记下弹簧测力计的读数和细绳的方向．按同样的比例用刻度尺从O点起作出这个弹簧测力计的拉力F'的图示．
6．比较F'与用平行四边形定则求得的合力F，在实验误差允许的范围内是否相等．
7．改变两个分力F1和F2的大小和夹角；再重复实验两次,比较每次的F与F '是否在实验误差允许的范围内相等．
二、操作技巧和注意事项
1．正确使用弹簧测力计：
（1）弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计调零后互钩水平对拉，若两只弹簧测力计在对拉的过程中，读数相等，则可选；若读数不同，应另换；
（2）弹簧测力计不能在超出它的测量范围的情况下使用；
（3）使用前要检查指针是否指在零刻度线上，否则应校正调零；
（4）被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致，拉动时弹簧不可与外壳相碰或摩擦；
（5）读数时应正对、平视刻度．
2．实验注意事项：
（1）同一次实验中，橡皮条拉长后的结点位置O必须保持不变；
（2）用弹簧测力计测拉力时，应使拉力沿弹簧测力计的轴线方向，橡皮条、弹簧测力计和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内．
（3）细绳套应适当长一些，便于确定力的方向；
（4）在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且要适当选取标度，使所做力的图示稍大些．
三、误差分析
1．本实验误差的主要来源除弹簧测力计本身的误差外，还出现读数误差、作图误差，因此读数时眼睛一定要正视，要按有效数字正确读数和记录，两力的对边一定要平行；
2．两个分力F1和F2的夹角α越大，用平行四边形作图得出的合力F的误差也越大，所以实验中不要把α取得太大．虽然如此，实验必有误差，我们要尽量规范操作减小误差，千万不要硬凑数据而使实验毫无误差而失去实验的意义．
【例】在做“探究求合力的方法”实验时，橡皮筋的一端固定在木板上，用两个弹簧测力计把橡皮筋的另一端拉到某一确定的O点，下列操作中错误的是( )
A 同一次实验中，O点位置允许变动
B 实验中，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正视弹簧测力计的刻度
C 实验中先将一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一个弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮筋的另一端拉到O点
家用智能豆腐机D 实验中，把橡皮筋的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角应取900,以便计算出合力的大小
【例】在《验证力的平行四边形定则》实验中，所说的“合力与两个分力的效果相同”是指下列说法中的（ ）
A 每次将橡皮条端点拉到相同的位置 B 每次将橡皮条拉到相同的长度
C 每次将橡皮条在同一方向上拉直 D 使弹簧测力计每次示数相同
【例】在做“验证力的平行四边形定则”实验时，某同学的实验情况如图 A 所示，其中A 为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB 和OC 为细绳。图 B 是该同学在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)图B中的 是F1和F2的合力的理论值; 是力F1和F2的合力的实际测量值。
(2)在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，那么实验结果是否会发生变化?
答: 。
【例】在做《验证力的平行四边形定则》实验中：
（1）如图所示是甲、乙两位同学得到的实验结果，其中 比较符合实验事实．
（2）在本图中符号规定：F1、F2为两个弹簧测力计拉力，F为F1、F2通过平行四边形规则所得合力；F’为F1、F2的等效力，即用一只弹簧测力计时的拉力． 在比较符合实验事实的那个同学的实验中，若F’是准确的，而误差较大的原因是（ ）
A F1的方向比真实方向偏左
B F2的大小比真实值偏小且方向比真实值偏左
C F2的大小比真实值偏大且方向比真实值偏右
D 作图时两虚线不分别与F1和F2平行
【例】如图所示，将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度是0.1N的弹簧测力计。沿着两个不同的方向拉弹簧测力计，使橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳互相垂直。
(1)由图可读出两个互相垂直的拉力大小分别为F1 N, F2 N(只需读到O.1N)
(2)用什么方法可以画出这两个拉力的方向?
(3)在图所示的方格纸上按作图法的要求画出这两个拉力及它们的合力。
【例】在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木 板上，橡皮条的另一端系两根细绳，细绳端带有绳套，先用两个弹簧秤分别勾住绳套并互成角度地拉橡皮条，把橡皮条的结点拉到某—位置Ο并记下该点的位置；再用一个弹簧秤将橡皮条结点拉到同—位置Ο点。
（1）某同学认为在此过程中必须注意以下几项：
A 两根细绳必须等长
B 橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C 在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
D 在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等
E 在用一个弹簧秤拉时必须将橡皮条的结点拉到用两个弹簧秤同时拉细绳时记下的位置
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