Лабораторная работа "Определение коэффициента жесткости пружины" 7 класс

Определение  коэффициента жесткости пружины

Цель работы: найти жесткость пружины из измерений удлинения пружины при различных значениях силы тяжести  Fтяж=mg, уравновешивающей силу упругости  F_упр, на основе закона Гука: F_упр=k∙ Δ l.  

Оборудование: 1) набор грузов по 0,1  кг; 3) 4 колечка из проволоки  по 2 грамма              3) линейка с миллиметровыми делениями; 3) штатив с муфтой и лапкой; 4) спиральная пружина.

Вопросы для самоподготовки:

1. Как определить силу тяжести груза? Чему равна сила тяжести, действующая на груз массой 102 г? 204 г?
2. Как рассчитать силу упругости пружины?
3. Как найти удлинение пружины?
4. Как рассчитать жёсткость пружины?
5. Груз неподвижно висит на пружине. Что можно сказать в этом случае о силе тяжести груза и силе упругости пружины?
6. Как с помощью указанного оборудования можно измерить жесткость пружины?
7. Как построить график зависимости силы упругости от удлинения пружины?

Порядок выполнения работы:

1)    Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов  измерений:

Удлинение      Δ l= l-l0, м
Сила упругости       Fупр , Н

2)    Укрепите пружину в лапке штатива.

3)    Измерьте длину пружины без груза.l₀=________м

4)    Подвесьте к  пружине сначала один груз массой 0,102 кг (груз массой 0,1 кг, прибавив колечко из проволоки 0,002 кг). На этот груз действует сила тяжести 1 Н. С такой же силой груз растягивает пружину. Эта сила уравновешивается силой упругости, возникающей в пружине при её растяжении.

5)    Измерьте длину l пружины с грузом. Найдите удлинение Δ l пружины. Заполните первый столбик таблицы.

6)    Подвешивайте к пружине второй, третий, четвёртый грузы той же массы (0,102 кг), каждый раз  измеряя длину пружины и вычисляя удлинение l.

7)    Постройте график зависимости силы упругости от удлинения пружины, выбрав удобные единичные отрезки по осям .

 Примечание: при построении графика по результатам опыта экспериментальные точки могут не оказаться на прямой, которая соответствует формуле F_упр=k∙ Δ l . Это свя­зано с погрешностями измерения. В этом случае график надо проводить так, чтобы примерно одинаковое число точек оказалось по разные стороны от прямой.

        8) После построения графика возьмите точку на прямой (в средней части        графика), определите по нему соответствующие этой точке значения силы упругости и удлинения и вычислите жесткость . Она и будет искомым средним значением жесткости пружины .

                  9)      Сделайте вывод.

Краткое описание документа:

Определение  коэффициента жесткости пружины

Цель работы:найти жесткость пружины из измерений удлинения пружины при различных значениях силы тяжести Fтяж=mg, уравновешивающей силу упругости Fупр, на основе закона Гука: Fупр=k∙ Δl.  

Оборудование: 1) набор грузов по 0,1  кг; 3) 4 колечка из проволоки  по 2 грамма              3) линейка с миллиметровыми делениями; 3) штатив с муфтой и лапкой; 4) спиральная пружина.

Вопросы для самоподготовки:

1. Как определить силу тяжести груза? Чему равна сила тяжести, действующая на груз массой 102 г? 204 г?
2. Как рассчитать силу упругости пружины?
3. Как найти удлинение пружины?
4. Как рассчитать жёсткость пружины?
5. Груз неподвижно висит на пружине. Что можно сказать в этом случае о силе тяжести груза и силе упругости пружины?
6. Как с помощью указанного оборудования можно измерить жесткость пружины?
7. Как построить график зависимости силы упругости от удлинения пружины?

Порядок выполнения работы:

1)     Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов  измерений:

Удлинение    

 Δl=l-l0, м

Сила упругости       Fупр , Н

2)     Укрепите пружину в лапке штатива.

3)     Измерьте длину пружины без груза.l0=________м

4)     Подвесьте к  пружине сначала один груз массой 0,102 кг (груз массой 0,1 кг, прибавив колечко из проволоки 0,002 кг). На этот груз действует сила тяжести 1 Н. С такой же силой груз растягивает пружину. Эта сила уравновешивается силой упругости, возникающей в пружине при её растяжении.

5)     Измерьте длину lпружины с грузом. Найдите удлинение Δlпружины. Заполните первый столбик таблицы.

6)     Подвешивайте к пружине второй, третий, четвёртый грузы той же массы (0,102 кг), каждый раз  измеряя длину пружины и вычисляя удлинение l.

7)     Постройте график зависимости силы упругости от удлинения пружины, выбрав удобные единичные отрезки по осям .

 Примечание: при построении графика по результатам опыта экспериментальные точки могут не оказаться на прямой, которая соответствует формулеFупр=k∙ Δl. Это свя­зано с погрешностями измерения. В этом случае график надо проводить так, чтобы примерно одинаковое число точек оказалось по разные стороны от прямой.

8) После построения графика возьмите точку на прямой (в средней части        графика), определите по нему соответствующие этой точке значения силы упругости и удлинения и вычислите жесткость . Она и будет искомым средним значением жесткости пружины .

                  9)      Сделайте вывод.