实验2.探究胡克定律（学生版） 2024届高考物理一轮复习讲义.pdf

实验2.探究弹簧弹力与形变量的关系

一．实验目的

1.探究弹力与弹簧形变量的关系。

2.学会利用图像探究两个物理量之间的关系，培养学生实验探究的科学方法。

二．实验原理

弹簧受到拉力会伸长，平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等；弹簧的伸长量越大，弹力也就越大。

用刻度尺测量弹簧伸长量，利用钩码重力等效于施加弹力。

三．实验器材

主要器材：铁架台，弹簧，钩码，刻度尺

四．实验步骤

(1)按如图所示安装实验器材，使弹簧的一端挂在铁架台上自然下垂，刻度尺的零刻度与

弹簧上端对齐。

(2)在弹簧下端悬挂钩码，测量弹簧的伸长量(或总长)及所受的拉力(或所挂钩码的质量)，

列表作出记录，要尽可能多测几组数据。

(3)以力为纵坐标，以弹簧的伸长量(或弹簧的总长)为横坐标，根据所测数据在坐标纸上

描点，并用平滑的曲线(包括直线)连接，使不在曲线上的点均匀分布在图线两侧。

(4)以弹簧的伸长量为自变量，写出曲线所代表的函数，首先尝试一次函数，如果不行再

考虑二次函数，从而探究弹簧弹力与形变量的关系。

五.数据处理

1.列表法

将测得的F、x填入设计好的表格中，可以发现弹力F与弹簧伸长量x的比值在误差允许

范围内是相等的．

2.图象法

以弹簧伸长量x为横坐标，弹力F为纵坐标，描出F、x各组数据相应的点，作出的拟合

曲线是一条过坐标原点的直线．

3.函数法

弹力F与弹簧伸长量x满足F＝kx的关系

六．注意事项

(1)安装实验装置时要保持刻度尺竖直并靠近弹簧．

(2)实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免弹簧被过度拉伸，超过弹簧的弹性限度．

(3)要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据．

(4)观察所描点的走向，不要画折线．

(5)记录数据时要注意统一单位．

(6)胡克定律中的x是指形变量，不是长度。

七．误差分析

系统误差：钩码标值不准确和弹簧自身重力的影响造成系统误差．

偶然误差：(1)弹簧长度测量不准（固定刻度尺，多测几次）

(2)描点、作图不准（坐标轴的标度尽量大一些，描线时让尽可能多的点落在

线上或均匀分布于线的两侧）．

随堂课后练习

典例2

题型一.探究弹簧伸长量与弹力的关

某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。

系

①将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固

经典例题定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在

典例1.______方向（填“水平”或“竖直）”

某实验小组做“探究弹力与弹簧伸长量的②弹簧自然悬挂，待弹簧______时，长

度记为L，弹簧下端挂上砝码盘时，长度记

关系”的实验时，先把轻弹簧竖直悬挂起来，0

再在弹簧下端挂钩码，每增加一只钩码均记为L；在砝码盘中每次增加10g砝码，弹簧

x

下对应的弹簧的长度x，数据记录如下表所

长度依次记为L至L，数据如下表表：

示。16

LLLLLLLL

钩码代表0x123456

个数1