胡克定律实验报告文本版.docVIP

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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=-k·x或△F=-k·Δx，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=-k·x。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：

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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：

图一

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。

图三

图二

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图四?

图四

课题三：

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

表一

课题一

F（N）

l0（cm）

l（cm）

x=l-l0（cm）

(N·m-1)

1

0.5

10.00

11.90

1.90

26.3

2

1.0

10.00

14.00

4.00

25

3

1.5

10.00

16.00

6.00

25

4

2.0

10.00

18.00

8.00

25

5

2.5

10.00

19.90

9.90

25.3

6

3.0

10.00

21.90

11.90

25.2

表二

表二

F（N）

l0（cm）

l（cm）

x=l-l0（cm）

(N·m-1)

1

0.5

9.50

12.80

3.30

15.2

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2

1.0

9.50

16.20

6.70

14.9

3

1.5

9.50

19.50

10.00

15

4

2.0

9.50

22.80

13.30

15

5

2.5

9.50

26.00

16.50

15.2

6

3.0

9.50

29.30

19.80

15.2

表三

表三

课题二

F（N）

l0（cm）

l（cm）

x=l-l0（cm）

(N·m-1)

N

1

0.5

8.10

9.60

1.50

33.3

30

0.033

2

1.0

8.10

11.10

3.00

33.3

30

0.033

3

1.5

8.10

12.60

4.50

33.3

30

0.033

4

2.0

8.10

14.10

6.00

33.3

30

0.033

表四

表四

F（N）

l0（cm）

l（cm）

x=l-l0（cm）

(N·m-1)

N

1

0.5

10.00

12.50

2.50

20

50

0.020

2

1.0

10.00

14.80

4.80

20.8

50

0.020

3

1.5

10.00

17.40

7.40

20.3

50

0.020

4

2.0

10.00

19.80

9.80

20.4

50

0.020

表五

表五

F（N