四、資料處理
1. 以彈力F為縱座標,以彈簧的伸長量x為橫座標,建立座標系,選取合適的單位,用描點法作圖。用平滑的曲線連線各點,得到彈力F隨彈簧伸長量x變化的關係圖象。
2. 以彈簧的伸長量為自變數,寫出曲線所代表的函式關係式。首先嚐試一次函式,如果不行,則考慮二次函式等。
3. 得出彈力和彈簧伸長之間的定量關係,解釋函式表示式中常數的物理意義。
方法總結 實驗資料處理的三種方法
(1)影象法:根據測量資料,在建好直角座標系的座標紙上描點,以彈簧的彈力F為縱軸,彈簧的伸長量x為橫軸,根據描點的情況,作出一條經過原點的直線。
(2)列表法:將實驗資料填入表中,研究測量的資料,可發現在實驗誤差允許的範圍內,彈力與彈簧伸長量的比值是一常數。
(3)函式法:根據實驗資料,找出彈力與彈簧伸長量的函式關係。
六、注意事項
1.關於實驗器材,除需要鐵架臺、毫米刻度尺、彈簧、鉤碼(若干)、鉛筆、外,應還有重垂線、座標紙。重垂線用於檢查刻度尺是否豎直,座標紙用於繪製F-x影象,便於實驗資料處理。
2.關於測量與記錄資料:
(1)測彈簧長度時,一定要在彈簧豎直懸掛且處於穩定狀態時測量,以免增大誤差。
3.關於操作
(1)所掛鉤碼不要過重,以免彈簧被過分拉伸,超出它的彈性限度,要注意觀察,適可而止。
(2)每次所掛鉤碼的質量差適當大一些,從而使座標點的間距儘可能大,這樣作出的圖線準確度更高一些。
4.關於畫圖象:座標軸的標度要適中,應注意一定要使盡可能多的點落在線上,其餘各點均勻分佈線上的兩側.
5.關於誤差分析
(1)系統誤差:鉤碼標值不準確和彈簧自重的影響造成系統誤差。
(2)偶然誤差
①彈簧長度的測量造成偶然誤差,為了減小這種誤差,要儘量多測幾組資料。
②作圖時的不規範造成偶然誤差,為了減小這種誤差,畫圖時要用細鉛筆作圖,所描各點儘量均勻分佈在直線的兩側。
七、實驗的創新研究
1.可從實驗裝置的角度創新,探究彈力與彈簧縮短量的關係。
2.可從實驗器材的角度創新,用橡皮筋代替彈簧做實驗,探究橡皮筋的彈力與伸長量的關係,可以用拉力感測器顯示的拉力F。
3.可從減小系統誤差角度創新,將彈簧水平放置,消除彈簧自身重力對實驗的影響。
4.還可以由感測器和計算機相連記錄資料,由感測器和計算機輸入資料直接得F-x圖象.等等。
實驗探究彈簧彈力與形變數的關係,其實並不簡單,此文件體現了探究思想,還有創新設計,資訊量豐富。請認真閱讀、多研究,一定有很多收穫。
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