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探究弹力与弹簧伸长量的关系

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实验目的

1、通过实验探究弹簧的伸长与它所受拉力大小的关系。

2、理解胡克定律,了解科学研究方法。

实验原理

胡克定律:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度Δx 成正比。F=kΔxk为弹簧的劲度系数。在竖直悬挂的弹簧下端挂上质量为m 的钩码,静止时弹簧所受拉力F=mg。若弹簧的伸长量为Δx,则F Δx 成正比。

实验器材

序号

实验箱名称

器材名称

数量

备注

1

相互作用

胡克定律

1

 

2

相互作用

弹簧

1

 

3

相互作用

X型支座

1

 

4

相互作用

600mm支撑杆-公杆

1

 

5

相互作用

600mm支撑杆-母杆

1

 

6

高中物理通用组合仪器箱

槽码组

1

 

7

轨道小车

螺丝M4X30

1

 

8

相互作用

螺丝M6X15

2

 

问题与猜测

1、对弹簧而言,弹簧的形变量与它所受外力的大小有什么定量关系?

2、如何测量弹簧的形变量和它所受外力的大小?

3、弹簧形变产生的弹力方向与外力方向有什么关系?

设计方案

1、对弹簧施加拉力使其产生拉伸形变;外力用钩码重力替代。

2、数据处理使用数据表分析与图像法。

实验步骤

1、如下图所示,在弹簧下端挂上一个钩码,等钩码静止时从刻度尺上读出弹簧的长度,作为它的原始长度。

2、逐次增加挂在弹簧下面的钩码,读出弹簧的长度,然后减去原始长度,便可得到悬挂该钩码时弹簧的伸长量X

3、将数据填入实验数据表。

实验数据表

实验

次数

钩码质量m/kg

弹簧所受拉力F/N

弹簧长度L/m

弹簧伸长量X/m

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

3

 

 

 

 

4

 

 

 

 

5

 

 

 

 

6

 

 

 

 

结果与讨论

方法一:分析实验数据表中弹簧伸长量Δx(m)与弹簧所受拉力F(N),得出两者之间的关系。

结论:______________________________________________________。

方法二:做出Δx-F坐标系。根据实验数据表中的数据画出Δx-F图像,分析图像得出Δx与F之间的关系。

结论:______________________________________________________。

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