胡克定律实验报告.doc

. . . . .胡克定律及其拓展（传统实验）实验目的1.探究弹性限度内引起弹簧形变的外力F与弹簧的形变量x之间是否成正比，即验证Fx是否成立； 2.探究弹性限度内弹簧的劲度系数与其匝数之间是否成反比，即验证k是否成立。3.用作图标记法直接获取F-X的图像实验原理胡克定律的表达式为F=-kx或F=-kx，其中k是常数，是物体的劲度（倔强）系数。在国际单位制中，F的单位是牛，x的单位是米，它是形变量（弹性形变），k的单位是牛/米。劲度系数在数值上等于弹簧伸长（或缩短）单位长度时的弹力。弹性定律是胡克最重要的发现之一，也是力学最重要基本定律之一。胡克的弹性定律指出：弹簧在发生弹性形变时，弹簧的弹力F和弹簧的伸长量（或压缩量）x成正比，即F= -kx 。k是物质的弹性系数，它由材料的性质所决定，负号表示弹簧所产生的弹力与其伸长（或压缩）的方向相反。1.用弹簧挂钩上加一定质量的钩码，使得弹簧发生形变，其形变量（伸长量）为x，通过计算验证Fx；2.控制弹簧的匝数N，然后通过计算求出弹簧的劲度系数k并验证k。3.用作图标记法画出F-X图像实验器材刻度尺、铁架台（带铁夹）四个弹簧 白板 卷尺 钩码实验步骤课题一：1.固定弹簧，用刻度尺测出弹簧长度l0；2.在其弹性限度内用钩码在弹簧挂钩上加一个力F1，用刻度尺测出弹簧此时长度l1；3.仿照步骤2，得到F2，F3，F4，F5，F6和l2，l3，l4，l5，l6；4.换用另一根弹簧，重复1-3步；5.整理器材。图一课题二：1.固定弹簧，用刻度尺测出弹簧长度l0；2.使弹簧匝数为N1，在其弹性限度内用钩码在弹簧挂钩上加一个力F1，用刻度尺测出弹簧此时长度l1；3.仿照步骤2，得到N2，N3，N4，N5，N6，F2，F3，F4，F5，F6和l2，l3，l4，l5，l6；4.换用另一根弹簧，再重复1-3步5次；图三图二5.整理器材。图四课题三：1. 将四个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l1。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l2l3l4。5.以力为纵坐标，以弹簧的伸长量为横坐标，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直线。所画的点不一定正好在这条直线上，但要注意使直线两侧的点数大致相同7.用作图标记法直接获取F-X的图像8.整理器材表一实验数据的处理和分析课题一F（N）l0（cm）l（cm）x=l-l0（cm）(Nm-1)10.510.0011.901.9026.321.010.0014.004.002531.510.0016.006.002542.010.0018.008.002552.510.0019.909.9025.363.010.0021.9011.9025.2表二F（N）l0（cm）l（cm）x=l-l0（cm）(Nm-1)10.59.5012.803.3015.221.09.5016.206.7014.931.59.5019.5010.001542.09.5022.8013.301552.59.5026.0016.5015.263.09.5029.3019.8015.2表三课题二 F（N）l0（cm）l（cm）x=l-l0（cm）(Nm-1)N10.58.109.601.5033.3300.03321.08.1011.103.0033.3300.03331.58.1012.604.5033.3300.03342.08.1014.106.0033.3300.033表四F（N）l0（cm）l（cm）x=l-l0（cm）(Nm-1)N10.510.0012.502.5020500.02021.010.0014.804.8020.8500.02031.510.0017.407.4020.3500.02042.010.0019.809.8020.4500.020表五F（N）l0（cm）l（cm）x=l-l0（cm）(Nm-1)N10.512.1015.403.3015.2700.014321.012.1018.706.6015.2700.014331.512.1022.009.9015.2700.014342.012.1025.2013.1015.3700.0143数据处理课题一表六表七课题二表八课题三图五实验结论 1.在弹性限度内，引起弹簧形变的外力F与弹簧的形变量x之间成正比关系，即Fx；2.在弹性限度内，弹簧的劲度系数与其匝数之间成反比关系，即k。误差分析1.在刻度尺读数时可能存在一定的偶然误差，但可以通过多次重复操作减少偶然误差对实验造成的影响；2.在控制弹簧匝数时，未保证每次操作时匝数为整数，造成偶然误差。3.系统误差，由于弹簧自身重力，测得的弹簧原长会有误差。注意事项1.在刻度尺读数时可能存在一定的偶然误差，多次重复操作，减小误差。2.实验中必须保证所测的力在弹簧的弹性限度内3.保持弹簧竖直，别和白板有摩擦4.弹簧不宜过软以免弹簧被拉伸时超出它的弹性限度思考题（一）设计胡克定律实验时，弹簧竖直悬挂好，还是水平放置好？水平放置好。二者细微的变化其实反映的是实验测量内容的问题: 弹簧竖直悬挂测量时, 由于弹簧自身重力的影响, 实际上测的不是弹力与形变量的关系, 而是弹簧弹力变化量与弹簧形变量的变化量之间的关系; 而弹簧水平放置测量的才是弹簧弹力与形变量的关系。（二）本实验中那些因素能够使实验结果产生误差?如何提高精度？1. 用刻度尺读数时产生偶然误差。多次测量取平均值2. 钩码质量不均。使用钩码前先用电子称称一下，挑选质量差不多的3. 弹簧的重力而引起的弹簧原长L0不准。（三）使用作图标记法应当注意什么？按照坐标图中各点的分布与走向，尝试作出一条平滑的直线。所画的点不一定正好在这条直线上，但要注意使直线两侧的点数大致相同。1. 若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。2. 若不是心宽似海，哪有人生风平浪静。在纷杂的尘世里，为自己留下一片纯静的心灵空间，不管是潮起潮落，也不管是阴晴圆缺，你都可以免去浮躁，义无反顾，勇往直前，轻松自如地走好人生路上的每一步3. 花一些时间，总会看清一些事。用一些事情，总会看清一些人。有时候觉得自己像个神经病。既纠结了自己，又打扰了别人。努力过后，才知道许多事情，坚持坚持，就过来了