实验：探究弹力与弹簧伸长量的关系
[学习目标] 1.探究弹力与弹簧伸长量之间的关系.2.学会利用列表法、图象法、函数法处理实验数据.3.能根据F－x图象、F－L图象求出弹簧的劲度系数．
一、实验器材
弹簧、刻度尺、钩码、铁架台．
二、实验原理
1．如图1甲所示，在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码受到的重力大小相等．如图乙，弹簧的原长与挂上钩码后弹簧的长度可以用刻度尺测出，其伸长量x可以用弹簧的长度减去弹簧的原长来求得．
图1
2．建立平面直角坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实验所测得的各组(x，F)对应的点，用平滑曲线连接起来，根据实验所得的图象，就可探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系．
三、实验步骤
1．将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度L0，即原长．
2．如图2所示，在弹簧下端挂质量为m1的钩码，测出此时弹簧的长度L1，记录m1和L1.
3．改变所挂钩码的质量，测出对应的弹簧长度，记录m2、m3、m4、m5、…和相应的弹簧长度L2、L3、L4、L5、….
图2
4．计算出每次弹簧的伸长量x(x＝L－L0)和弹簧受到的拉力F(F＝mg)，并将数据填入表格.
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1
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2
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3
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4
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5
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6
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7
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F/N
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0
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L/cm
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x/cm
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0
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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，得到多组数据．
(3)以力F为纵轴，以弹簧长度Lx为横轴，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
