胡克定律实验
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2023年2月28日发(作者：版心尺寸)1
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实验：探究弹力与弹簧伸长量的关系
一、实验器材
弹簧、刻度尺、钩码、铁架台．
二、实验步骤
1．将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l
0
，即原长．
2．如图2所示，在弹簧下端挂质量为m
1
的钩码，测出此时弹簧的长度l
1
，记录m
1
和l
1
.
图2
3．改变所挂钩码的质量，测出对应的弹簧长度，记录m
2
、m
3
、m
4
、m
5
、„和相应的弹簧长度l
2
、l
3
、l
4
、
l
5
、„.
4．计算出每次弹簧的伸长量x(x＝l－l
0
)和弹簧受到的拉力F(F＝mg)，并将数据填入表格.
1234567
F/N0
l/cm
x/cm0
四、数据处理
1．建立直角坐标系，以F为纵轴，x为横轴，根据测量数据用描点法作图．连接各点得出F随弹簧伸长
量x变化的图线．
2．以弹簧的伸长量为自变量，写出图线所代表的函数．首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数．
3．得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义．
五、误差分析
1．本实验误差的主要来源为读数和作图时的偶然误差．为了减小误差，要尽量多测几组数据．
2．弹簧竖直悬挂时，未考虑弹簧自身重力的影响会带来系统误差．为了减小该系统误差，实验中应使用
轻质弹簧.
例1某同学做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验，他先把弹簧放在水平桌面上使其自然伸展，
用直尺测出其长度L
0
，再把弹簧竖直悬挂起来，刻度尺的零刻度线跟弹簧上端对齐，在弹簧的下部A处
固定一个指针．如图4所示．挂上钩码，平衡后测出其长度L，令x＝L－L
0
.改变钩码个数，进行多次测
量．
图4
(1)有一个同学通过以上实验测量后，把6组数据描点在图8坐标系中，请作出FL图线．
图8
(2)由此图线可得出该弹簧的原长L
0
＝________cm，劲度系数k＝________N/m.
（3）一个实验小组在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验中，使用两根不同的轻质弹簧a和b，得
到弹力与弹簧长度的图象如图2所示．下列表述正确的是.....
图2
A．a的截距比b的小，由此判断a的劲度系数比b的小
B．a的斜率比b的大，由此判断a的劲度系数比b的大
C．a的截距比b的小，由此判断a的原长比b的小
D．由图象获得的信息表明弹力与弹簧的长度成正比
2
2
L
0
＝5×10－2m＝5cm.k＝20N/m.
(4)．(实验误差分析)在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，根据数据作出FΔx图象如图6实线所
示，可能的原因是.
图6
A．悬挂的钩码多，拉力超过了弹簧的弹性限度
B．用直尺测量弹簧的长度时，读数小了
C．有的数据不是弹簧的伸长，而是弹簧的长度
D．所有数据都是用弹簧长度进行处理的
(5)（2分）关于“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，以下说法正确的是______（请将正确答案
对应的字母填在横线上）
A.弹簧被拉伸时，拉力越大越好
B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要使弹簧保持竖直状态.
C.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要在钩码处于静止状态时读数.
D.用刻度尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长