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探究弹性限度内引起弹簧形变的外力与弹簧的形变量之间的关系及弹簧的劲度系数与其匝数之间的关系
实验日期：2009年10月13日及2009年10月20日
实验地点：首师大附中实验楼三层第五物理实验室（朗威数字化实验室）实验员：王尧
【实验课题】探究弹性限度内引起弹簧形变的外力与弹簧的形变量之间的关系(即验证胡克定律Hookelaw）及弹簧的劲度系数与其匝数之间的关系。
【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
1
证k?
N是否成立。
【实验器材】弹簧、刻度尺、铁架台（带铁夹）、力传感器。
【实验原理】1.用力传感器在弹簧挂钩上加一定的力F，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
1
k? 。
N
【实验步骤】
课题一：
固定弹簧，用刻度尺测出弹簧长度l；
0
在其弹性限度内用力传感器在弹簧挂钩上加一个力F，用刻度尺测出弹簧
1
此时长度l；
1
仿照步骤2，得到F，F，F，F，F和l，l，l，l，l；
2 3 4 5 6 2 3 4 5 6
换用另一根弹簧，重复1-3步；
整理器材。课题二：
固定弹簧，用刻度尺测出弹簧长度l；
0
使弹簧匝数为N，在其弹性限度内用力传感器在弹簧挂钩上加一个力F，
1
用刻度尺测出弹簧此时长度l；
1
仿照步骤2，得到N，N，N，N，N，F，F，F，F，F
1
和l，l，l，l，
2 3 4
l；
6
5 6 2 3 4 5 6
2 3 4 5
换用另一根弹簧，再重复1-3步5次；
整理器材。
【数据记录】
F（N）l（
F（N）
l（cm）
0
l（cm）
x=l-l（cm）
0
F
k?
x(N·m-1)
1
0.5
10.00
11.90
1.90
3.80×10-3
2
1.0
10.00
14.00
4.00
4.00×10-3
3
1.5
10.00
16.00
6.00
4.00×10-3
4
2.0
10.00
18.00
8.00
4.00×10-3
5
2.5
10.00
19.90
9.90
3.96×10-3
6
3.0
10.00
21.90
11.90
3.97×10-3
F（N）l
F（N）
l（cm）
0
l（cm）
x=l-l（cm）
0
F
k?
x(N·m-1)
1
0.5
9.50
12.80
3.30
6.60×10-3
2
1.0
9.50
16.20
6.70
6.70×10-3
3
1.5
9.50
19.50
10.00
6.67×10-3
4
2.0
9.50
22.80
13.30
6.65×10-3
5
2.5
9.50
26.00
16.50
6.60×10-3
6
3.0
9.50
29.30
19.80
6.60×10-3
F（N）l（
F（N）
l（cm）
0
l（cm）
x=l-l（cm）
0
F
k?
x(N·m-1)
N
1
N
1
0.5
8.10
9.60
1.50
0.333333×102
30
0.033
2
1.0
8.10
11.10
3.00
0.333333×102
30
0.033
3
1.5
8.10
12.60
4.50
0.333333×102
30
0.033
4
2.0
8.10
14.10
6.00
0.333333×102
30
0.033
F（N）l
F（N）
l（cm）
0
l（cm）
x=l-l（cm）
0
F
k?
x(N·m-1)
N
1
N
1
0.5
9.00
11.00
2.00
0.250000×102
40
0.025
2
1.0
9.00
13.00
4.00
0.250000×102
40
0.025
3
1.5
9.00
15.00
6.00
0.250000×102
40
0.025
4
2.0
9.00
17.00
8.00
0.250000×102
40
0.025
F（N）l
F（N）
l（cm）
0
l（cm）
x=l-l（cm）
0
F
k?
x(N·m-1)
N
1
N
1
0.5
10.00
12.50
2.50
0.200000×102
50
0.020
2
1.0
10.00
14.80
4.80
0.208333×102
50
0.020
3
1.5
10.00
17.40
7.40
0.202702×102
50
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