一、實驗?zāi)康?/p>
1．探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系。
2．學(xué)會利用列表法、圖象法、函數(shù)法處理實驗數(shù)據(jù)。
3．驗證胡克定律。
二、實驗原理
1．如圖1所示，在彈簧下端懸掛鉤碼時彈簧會伸長，平衡時彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等。
圖1
2．彈簧的長度可用刻度尺直接測出，伸長量可以由拉長后的長度減去彈簧原來的長度進(jìn)行計算。這樣就可以研究彈簧的彈力和彈簧伸長量之間的定量關(guān)系了。
3．求彈簧的勁度系數(shù)：彈簧的彈力F與其伸長量x成正比，比例系數(shù)k＝x(F)，即為彈簧的勁度系數(shù)；另外，在F－x圖象中，直線的斜率也等于彈簧的勁度系數(shù)。
三、實驗器材
鐵架臺、彈簧、毫米刻度尺、鉤碼若干、坐標(biāo)紙。
四、實驗步驟
1．按圖2安裝實驗裝置，記下彈簧下端不掛鉤碼時所對應(yīng)的刻度l0。
圖2
2．在彈簧下端懸掛一個鉤碼，平衡時記下彈簧的總長度并記下鉤碼的重力。
3．增加鉤碼的個數(shù)，重復(fù)上述實驗過程，將數(shù)據(jù)填入表格，以F表示彈力，l表示彈簧的總長度，x＝l－l0表示彈簧的伸長量。
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
F/N | 0 | ||||||
l/cm | |||||||
x/cm | 0 |
五、數(shù)據(jù)處理
1．以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標(biāo)，以彈簧的伸長量x為橫坐標(biāo)，用描點法作圖。連接各點，得出彈力F隨彈簧伸長量x變化的圖線，如圖3所示。
圖3
2．以彈簧伸長量為自變量，寫出彈力和彈簧伸長量之間的函數(shù)關(guān)系，函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)即為彈簧的勁度系數(shù)，這個常數(shù)也可據(jù)F－x圖線的斜率求解，k＝Δx(ΔF)。
六、
由于彈簧原長及伸長量的測量都不便于操作，存在較大的測量誤差，另外由于彈簧自身的重力的影響，即當(dāng)未放重物時，彈簧在自身重力的作用下，已經(jīng)有一個伸長量，這樣所作圖線往往不過原點。
七、注意事項
1．所掛鉤碼不要過重，以免彈簧被過分拉伸，超出它的彈性限度。
2．每次所掛鉤碼的質(zhì)量差盡量大一些，從而使坐標(biāo)上描的點盡可能稀一些，這樣作出的圖線精確。
3．測彈簧長度時，一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時測量，刻度尺要保持豎直并靠近彈簧，以免增大誤差。
4．描點畫線時，所描的點不一定都落在一條直線上，但應(yīng)注意一定要使各點均勻分布在直線的兩側(cè)。
5．記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力及彈簧伸長量的對應(yīng)關(guān)系及單位。
