胡克定律实验报告

1、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F x 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k1是否成立。N3 .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=-k x或AFk Ax,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

2、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F x；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 -。 N3 .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l °2 .在其弹性限度内用钩码在弹簧挂钩上加一个力 Fi,用刻度尺测出弹簧此时长度l i;3 .仿照步骤 2,得

3、到 F2, F3, F4, F5, F6 和 12, 13, 14, l 5, l 6；4 .换用另一根弹簧，重复1-3步；5 .整理器材。课题二：1 .固定弹簧，用刻度尺测出弹簧长度10;2 .使弹簧匝数为N,在其弹性限度内用钩码在弹簧挂钩上加一个力Fi,用刻度尺测出弹簧此时长度li；3 .仿照步骤 2,得到 N2, N3, N, N5, N6, E, Fa, F% Fs, F6和 12, la, 1 4, 1 5, le；4 .换用另一根弹簧，再重复1-3步5次；5 .整理器材。课题三：1 .将四个弹点5吼铁架台上,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

4、时弹簧的长度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l 21 31 40 ?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.整理器材实验数据的处理和分析课题一F (N)10 (cm)1 (cm)x=1-1 o (cm)k - (N -m1) x122532542556F (N)1 o (cm)表cm)x=1-1 o (cm)k (N -m1) x1231541556题二表二F (N)1 o (

5、cm)1k (N -m1) xN(cmjx=1-1 0(cm)130230330430F (N)l 0 (cm)l (，森人k (N -m1) xNcm)x=l-l 0(cm)12050250350450表五F (N)l o (cm)k (N -m1) xNi( cm)x=l-l 0(cm)170270370470数据处理 课题一课题二k正比于1/N1/MMA课题三实验结论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F x;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工。 囱*N误差分析平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

6、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