胡克定律實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、胡克定律及其拓展（傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 探究彈性限度內(nèi)引起彈簧形變的外力 F 與彈簧的形變量 x 之間是否成正比，即驗(yàn)證 F x 是否成立；2. 探究彈性限度內(nèi)彈簧的勁度系數(shù)與其匝數(shù)之間是否成反比，即驗(yàn)證k1是否N成立。3.用作圖標(biāo)記法直接獲取F-X的圖像實(shí)驗(yàn)原理胡克定律的表達(dá)式為F=-k·x或 F=- k·x，其中 k 是常數(shù)，是物體的勁度（倔強(qiáng)）系數(shù)。在國際單位制中，F(xiàn) 的單位是牛， x 的單位是米，它是形變量（彈性形變），k 的單位是牛 / 米。勁度系數(shù)在數(shù)值上等于彈簧伸長（或縮短）單位長度時(shí)的彈力。彈性定律是胡克最重要的發(fā)現(xiàn)之一，也是力學(xué)最重要基本定律之一。胡克的

2、彈性定律指出：彈簧在發(fā)生彈性形變時(shí)，彈簧的彈力F 和彈簧的伸長量（或壓縮量）x 成正比，即 F= - k·x 。 k 是物質(zhì)的彈性系數(shù)，它由材料的性質(zhì)所決定，負(fù)號表示彈簧所產(chǎn)生的彈力與其伸長（或壓縮）的方向相反。1. 用彈簧掛鉤上加一定質(zhì)量的鉤碼，使得彈簧發(fā)生形變，其形變量（伸長量）為x，通過計(jì)算驗(yàn)證F x；2. 控制彈簧的匝數(shù) N，然后通過計(jì)算求出彈簧的勁度系數(shù)k 并驗(yàn)證 k1。N3. 用作圖標(biāo)記法畫出 F-X 圖像實(shí)驗(yàn)器材刻度尺、鐵架臺（帶鐵夾）四個(gè)彈簧 白板 卷尺 鉤碼實(shí)驗(yàn)步驟課題一：1. 固定彈簧，用刻度尺測出彈簧長度 l 0 ；2. 在其彈性限度內(nèi)用鉤碼在彈簧掛鉤上加一個(gè)力

3、F1，用刻度尺測出彈簧此時(shí)長度l 1；3. 仿照步驟 2，得到 F2，F(xiàn)3， F4，F(xiàn)5，F(xiàn)6 和 l 2，l 3， l 4，l 5，l 6；4. 換用另一根彈簧，重復(fù) 1-3 步；5. 整理器材。圖一課題二：1. 固定彈簧，用刻度尺測出彈簧長度 l 0 ；2. 使彈簧匝數(shù)為 N1 ，在其彈性限度內(nèi)用鉤碼在彈簧掛鉤上加一個(gè)力 F1，用刻度尺測出彈簧此時(shí)長度l 1；3. 仿照步驟 2，得到 N2，N3，N4 ，N5 ，N6，F(xiàn)2， F3， F4，F(xiàn)5，F(xiàn)6 和 l 2，l 3，l 4 ，l 5 ，l 6；4. 換用另一根彈簧，再重復(fù) 1-3 步 5 次；5. 整理器材。圖二圖三課題三：1. 將四

4、個(gè)彈簧懸掛在鐵架臺上，用毫米刻度尺量出彈簧的長度。2.在彈簧下掛 1 個(gè)鉤碼，用毫米刻度尺量出此時(shí)彈簧的長度 l 1 。3.分別在彈簧下掛2、3、4 個(gè)鉤碼，依次量出相應(yīng)的彈簧長度 l ll 。2345. 以力為縱坐標(biāo)，以彈簧的伸長量為橫坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)。6. 按照坐標(biāo)圖中各點(diǎn)的分布與走向， 嘗試作出一條平滑的直線。 所畫的點(diǎn)不一定正好在這條直線上，但要注意使直線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相同7. 用作圖標(biāo)記法直接獲取 F-X 的圖像8. 整理器材實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和分析表一課題一F（N）l 0 （ cm ）l （ cm ）x=l-l 0（ cm ）F-1k(N· m )x10.510.0011

5、.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）l 0 （ cm ）l （ cm ）x=l-l 0（ cm ）F-1k (N· m )x10.59.5012.803.3015.221.09.5016.206.7014.931.59.5019.5010.001542.09.5022.8013.301552.59.5026.0016.5015.263.09.5029.3019.8015.2課題二

6、表三F（N）l0 （ cm ）l（ cm ）x=l-l 0 （ cm ）10.58.109.601.5021.08.1011.103.0031.58.1012.604.5042.08.1014.106.00表四F（N）l0 （ cm ）l（ cm ）x=l-l 0 （ cm ）10.510.0012.502.5021.010.0014.804.8031.510.0017.407.4042.010.0019.809.80表五F（N）l0 （ cm ）l（ cm ）x=l-l 0 （ cm ）10.512.1015.403.3021.012.1018.706.6031.512.1022.009.9

7、042.012.1025.2013.10k-1N1F (N· m )xN33.3300.03333.3300.03333.3300.03333.3300.033F-1)N1k(N· mNx20500.02020.8500.02020.3500.02020.4500.020F-1)N1k(N· mNx15.2700.014315.2700.014315.2700.014315.3700.0143數(shù)據(jù)處理課題一表六表七課題二表八課題三圖五實(shí)驗(yàn)結(jié)論1. 在彈性限度內(nèi)， 引起彈簧形變的外力 F 與彈簧的形變量 x 之間成正比關(guān)系， 即Fx；2. 在彈性限度內(nèi)，彈簧的勁度系

8、數(shù)與其匝數(shù)之間成反比關(guān)系，即k1 。N誤差分析1. 在刻度尺讀數(shù)時(shí)可能存在一定的偶然誤差， 但可以通過多次重復(fù)操作減少偶然誤差對實(shí)驗(yàn)造成的影響；2. 在控制彈簧匝數(shù)時(shí)，未保證每次操作時(shí)匝數(shù)為整數(shù)，造成偶然誤差。3. 系統(tǒng)誤差，由于彈簧自身重力，測得的彈簧原長會有誤差。注意事項(xiàng)1. 在刻度尺讀數(shù)時(shí)可能存在一定的偶然誤差，多次重復(fù)操作，減小誤差。2. 實(shí)驗(yàn)中必須保證所測的力在彈簧的彈性限度內(nèi)3. 保持彈簧豎直，別和白板有摩擦4. 彈簧不宜過軟以免彈簧被拉伸時(shí)超出它的彈性限度思考題（一）設(shè)計(jì)胡克定律實(shí)驗(yàn)時(shí)，彈簧豎直懸掛好，還是水平放置好？水平放置好。二者細(xì)微的變化其實(shí)反映的是實(shí)驗(yàn)測量內(nèi)容的問題 : 彈簧豎直懸掛測量時(shí) , 由于彈簧自身重力的影響 , 實(shí)際上測的不是彈力與形變量的關(guān)系 , 而是彈簧彈力變化量與彈簧形變量的變化量之間的關(guān)系 ; 而彈簧水平放置測量的才是彈簧彈力與形變量的關(guān)系。（二）本實(shí)驗(yàn)中那些因素能夠使實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生誤差?如何提高精度？1.用刻度尺讀數(shù)時(shí)產(chǎn)生偶然誤差。多次測量取