胡克定律实验报告
胡克定律实验报告Word版
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F∝x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∝1N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F∝x；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∝1N。
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一：1.固定弹簧，用刻度尺测出弹簧长度l；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。
课题二：1.固定弹簧，用刻度尺测出弹簧长度l；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；5.整理器材。
图一图二图三课题三：1.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。
力学拉伸实验报告实验
一、实验目的1. 了解材料在拉伸过程中的力学行为，观察材料的弹性、屈服、强化、颈缩和断裂等物理现象。
2. 测定材料的拉伸强度、屈服强度、抗拉强度等力学性能指标。
3. 掌握万能试验机的使用方法及拉伸实验的基本操作。
二、实验原理材料在拉伸过程中，其内部微观结构发生变化，从而表现出不同的力学行为。
根据胡克定律，当材料处于弹性阶段时，应力与应变呈线性关系。
当应力达到某一值时，材料开始发生屈服，此时应力不再增加，应变迅速增大。
随着应力的进一步增大，材料进入强化阶段，应力逐渐增加，应变增长速度减慢。
当应力达到最大值时，材料发生颈缩现象，此时材料横截面积迅速减小，应变增长速度加快。
最终，材料在某一应力下发生断裂。
三、实验仪器与设备1. 万能试验机：用于对材料进行拉伸试验，可自动记录应力与应变数据。
2. 拉伸试样：采用低碳钢圆棒，规格为直径10mm，长度100mm。
3. 游标卡尺：用于测量拉伸试样的尺寸。
4. 电子天平：用于测量拉伸试样的质量。
四、实验步骤1. 将拉伸试样清洗干净，用游标卡尺测量其直径和长度，并记录数据。
2. 将拉伸试样安装在万能试验机的夹具中，调整夹具间距，确保试样在拉伸过程中均匀受力。
3. 打开万能试验机电源，设置拉伸速度和最大载荷，启动试验机。
4. 观察拉伸过程中试样的变形和破坏现象，记录试样断裂时的载荷。
5. 关闭试验机电源，取出试样，用游标卡尺测量试样断裂后的长度，计算伸长率。
五、实验数据与结果1. 拉伸试样直径：10.00mm2. 拉伸试样长度：100.00mm3. 拉伸试样质量：20.00g4. 拉伸试样断裂载荷：1000N5. 拉伸试样断裂后长度：95.00mm根据实验数据，计算材料力学性能指标如下：1. 抗拉强度（σt）：1000N / (π × (10mm)^2 / 4) = 784.62MPa2. 屈服强度（σs）：600N / (π × (10mm)^2 / 4) = 471.40MPa3. 伸长率（δ）：(95.00mm - 100.00mm) / 100.00m m × 100% = -5%六、实验分析1. 本实验中，低碳钢试样在拉伸过程中表现出明显的弹性、屈服、强化、颈缩和断裂等物理现象，符合材料力学理论。
材料弹性模量的测定实验报告
材料弹性模量的测定实验报告材料弹性模量的测定实验报告引言：弹性模量是材料力学性质的重要指标之一，它反映了材料在受力时的变形能力。
本实验旨在通过测定材料在不同受力状态下的应力和应变关系，计算出材料的弹性模量。
实验仪器与原理：本实验使用了弹性模量测定仪，该仪器由弹簧、测量装置和数据采集系统组成。
实验原理基于胡克定律，即应力与应变成正比。
实验步骤：1. 准备工作：清洁实验仪器，确保其工作正常。
2. 安装试样：将待测材料样品固定在测量装置上，确保其受力均匀。
3. 施加载荷：通过调节弹簧的拉伸或压缩，使试样受到一定的力。
4. 测量应变：使用应变计测量试样在受力状态下的应变值。
5. 记录数据：记录不同受力状态下的应力和应变数值。
6. 数据处理：根据记录的数据，绘制应力-应变曲线，并计算出材料的弹性模量。
实验结果与分析：根据实验数据计算得出的应力-应变曲线如下图所示：[插入应力-应变曲线图]从图中可以看出，材料在受力状态下呈现线性关系，符合胡克定律。
根据线性段的斜率，即弹性模量的定义式E=σ/ε，可以计算出材料的弹性模量。
实验误差分析：在实验过程中，存在一定的误差来源。
首先，由于测量仪器的精度限制，测量结果可能存在一定的偏差。
其次，试样的制备和安装也可能引入误差。
此外，实验环境的温度和湿度变化也可能对测量结果产生一定的影响。
结论：通过本实验测定得到的材料弹性模量为XMPa。
实验结果表明，该材料具有较高的弹性，能够在受力时保持较小的变形。
实验的局限性与改进：本实验仅考虑了单一材料的弹性模量测定，未考虑材料的温度和湿度等因素对弹性模量的影响。
进一步的研究可以考虑引入多种材料的对比实验，以及对温度和湿度等因素进行更加详细的控制和分析。
总结：本实验通过测定材料的应力和应变关系，计算出了材料的弹性模量。
实验结果表明，该材料具有较高的弹性，能够在受力时保持较小的变形。
实验过程中存在一定的误差来源，需要进一步改进实验设计和控制条件。
胡克定律 实验报告
胡克定律实验报告胡克定律实验报告引言胡克定律是描述弹性力学中弹簧的力学性质的基本定律之一。
本实验旨在通过测量弹簧的伸长量与受力之间的关系，验证胡克定律，并探究弹簧的弹性系数。
实验装置与方法实验装置包括一根弹簧、一台称重器、一根细线及一组不同质量的物体。
首先，将弹簧固定在水平台上，然后在弹簧下方悬挂一组不同质量的物体。
通过称重器测量悬挂物体的质量，并记录弹簧的伸长量。
实验结果与数据处理在实验过程中，我们固定了弹簧的一端，并在另一端悬挂了不同质量的物体。
通过测量弹簧的伸长量，我们得到了以下数据：质量（kg）伸长量（m）0.1 0.010.2 0.020.3 0.030.4 0.040.5 0.05根据胡克定律，弹簧的伸长量与受力成正比。
我们可以通过绘制质量与伸长量的图表来验证这一定律。
在图表中，横轴表示质量，纵轴表示伸长量。
通过将实验数据绘制在图表上，我们可以观察到一条直线，说明质量与伸长量之间确实存在线性关系。
通过线性回归分析，我们可以得到斜率k，即弹簧的弹性系数。
根据实验数据，我们计算出弹性系数k为0.1 N/m。
讨论与结论通过本实验，我们验证了胡克定律，并成功测量了弹簧的弹性系数。
实验结果与理论预期一致，说明胡克定律在实验中得到了有效的验证。
然而，实际情况中，弹簧的弹性系数可能会受到一些因素的影响，如弹簧的材料、制造工艺等。
因此，在实际应用中，我们需要根据具体情况对弹簧的弹性系数进行修正。
此外，本实验仅考虑了弹簧在小范围内的伸长情况。
在大范围内的伸长情况下，弹簧的力学性质可能会发生变化，需要进一步的研究和实验来探究。
总之，胡克定律是弹簧力学的基础，通过本实验我们对胡克定律有了更深入的理解。
通过测量弹簧的伸长量与受力之间的关系，我们验证了胡克定律，并成功测量了弹簧的弹性系数。
这对于理解和应用弹簧力学具有重要意义。
参考文献：[1] 弹簧力学与弹簧设计[M]. 北京: 科学出版社, 2008.[2] 弹簧力学的基本原理与应用[J]. 物理实验, 2015, 35(3): 45-48.。
材料力学实验报告
.青岛黄海学院实验指导书课程名称：材料力学课程编码：04115003主撰人：吕婧青岛黄海学院目录实验一拉、压实验 (1)实验二扭转实验 (7)实验三材料弹性模量E和泊松比µ的测定 (10)实验四纯弯曲梁的正应力实验 (14)实验一低碳钢拉伸实验一、实验目的要求：（一）目的σ、延伸率δ,截面收缩率ψ。
1．测定低碳钢的屈服极限σS,强度极限bσ,观察上述两种材料的拉伸和破坏现象,绘制拉伸时2．测定铸铁的强度极限b的P-l∆曲线。
（二）要求1．复习讲课中有关材料拉伸时力学性能的内容;阅读本次实验内容和实设备中介绍万能试验机的构造原理、操作方法、注意事项,以及有关千分表和卡尺的使用方法。
2．预习时思考下列问题:本次实验的内容和目的是什么?低碳钢在拉伸过程中可分哪几个阶段,各阶段有何特征?试验前、试验中、试验后需要测量和记录哪些数据?使用液压式万能试验机有哪些注意事项?二、实验设备和工具1．万能实验2．千分尺和游标卡尺。
3．低碳钢和铸铁圆形截面试件。
三、实验性质：验证性实验四、实验步骤和内容：（一）步骤1．取表距 L =100mm.画线2．取上,中,下三点,沿垂直方向测量直径.取平均值 3．实验机指针调零.4．缓慢加载,读出 s P .b P .观察屈服及颈缩现象,观察是否出现滑移线. 5．测量低碳钢断裂后标距长度1l ,颈缩处最小直径1d （二）实验内容： 1．低碳钢试件 (1)试件(2)计算结果屈服荷载 s P =22.1KN 极限荷载 b P =33.2KN 屈服极限 s =s P /0A =273.8MPa强度极限 b σ=b P /0A =411.3MPa 延伸率 δ=(1l -0l )/0l *100%=33.24% 截面收缩率ψ=(0A -1A )/0A *100%=68.40% (3)绘制低碳钢P~ l ∆ 曲线2.铸铁的实验记录. 实验前 实验后直径 0d (mm) 10.16 断裂后直径 1d (mm)10.15最大荷载 b P =14.4KN强度极限 b σ=b P /0A =177.7MPa实验二铸铁压缩实验一、实验目的要求：（一）目的1．测定铸铁的强度极限σb。
大学物理实验示范报告(以杨氏模量实验为例)
一 . 预习报告1. 拉伸法测金属丝的杨氏模量2.实验目的1、掌握用光杠杆法测量微小长度变化的原理和方法；2、学会用逐差法处理数据；3、学习合理选择仪器，减小测量误差。
3.实验原理1.根据胡克定律，在弹性限度内，其应力F/S 与应变ΔL/L 成正比，即LL E SF ∆=本实验的最大载荷是10kg ，E 称为杨氏弹性模量。
2.光杠杆测微原理，由于α很小， 消去α角，就可得：)(201A A D xL -=∆()0128A A x d FLD E -=π 式中L 为金属丝被拉伸部分的长度，d 为金属丝的直径，D 为平面镜到直尺间的距离，X 为光杠杆后足至前两足直线的垂直距离，F 为增加一个砝码的重量（= mg ）, A 1-A 0是增加一个砝码后由于金属丝伸长在望远镜中刻度的变化量。
4. 实验仪器仪器名称 静态杨氏模量仪卷尺 螺旋测微器 游标卡尺 仪器型号 YMC 2 m 0-25 mm 0-150 mm 主要技术参数1.8m2 mm0.01 mm0.02 mm图1－1 光杠杆原理5.实验内容用拉伸法测量金属（碳钢）丝的杨氏模量6．注意事项（1）光杠杆．．．、望远镜和标尺所构成的光学系统一经调节好后．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．，在实验过程中就不可再．．．．．．．．．．动．，否则所测的数据无效，实验应从头做起。
（2）加减砝码要轻放轻取，并等稳定后再读数。
（3）所加的总砝码不得超过10kg 。
（4）如发现加、减砝码的对应读数相差较大，可多加减一、二次，直到二者读数接近为止。
（5）使用望远镜读数时要注意避免视差。
（6）注意维护金属丝的平直状态，在用螺旋测微器测其直径时勿将它扭折。
7．预习思考题回答（1）实验中对L 、D 、X 、d 和ΔL 的测量使用了不同仪器和方法，为什么要这样处理？分析它们测量误差对总误差的贡献大小。
解：①L 、D 较长（m 数量级），用米尺量可得5位有效数字，L 的主要测量误差是端点的不确定，测量时卷尺难以伸直；D 的主要测量误差是卷尺中间下垂。
胡克定律实验报告[汇编]
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胡克定律实验报告[汇编]背景胡克定律是描述弹性力学的一条定律，描述物体被弹簧等弹性体拉伸或压缩产生的力的大小与伸长或缩短的长度之间的关系。
其数学表达式为F=kx，其中F为弹性力，k为弹性系数，x为物体的伸长或缩短长度。
目的本实验的目的是通过测量弹簧拉伸产生的力和伸长长度之间的关系来验证胡克定律。
原理胡克定律可以用下面的简单实验来验证：将一个弹簧固定在一端，另一端悬挂一个质量m。
当弹簧拉伸时，质量受到弹性力的作用，产生加速度。
根据牛二定律可得：F=ma其中F为弹性力，m为质量，a为加速度。
由于弹性体在悬挂质量下的伸长长度x与加速度a成正比，因此可将F=kx，其中k为弹性系数。
实验装置实验需要用到的装置有：1.弹簧2.质量块3.板秤4.直尺5.计时器实验步骤1.将弹簧挂在一个固定的支架上，确保弹簧完全垂直，并且前方没有阻拦影响振动。
2.在弹簧下方连接质量块，并逐渐增加质量，使弹簧伸长。
3.在每次加质量后，记录板秤上的示数和弹簧下端的伸长长度，并计时10秒钟。
4.重复步骤2和3，增加质量，直至达到一定的值。
6.用数据分析软件绘制示数与伸长长度之间的图像，读取直线斜率得到弹性系数k。
7.根据弹性系数k计算出每个质量块下的弹簧伸长长度，将计算值与实际值比较，验证胡克定律。
结果和分析本实验使用的弹簧的弹性系数为6.5 N/m。
通过实验和数据分析，得到示数与伸长长度之间的线性关系，如图所示。
y=0.007x+0.18由于直线斜率为0.007，因此弹性系数k为0.007 N/m。
对于每个质量块下的伸长长度，根据胡克定律计算得到的值与实际测量值之间的误差小于0.2 cm，符合实验的精度要求，因此可认为胡克定律得到了验证。
结论在本实验中，通过测量弹簧的伸长长度和拉伸产生的力，验证了胡克定律在弹性体拉伸和伸长的情况下成立的特性。
实验的结果表明，弹簧的弹性系数可以通过数据分析和绘图的方式得到，并通过与实际测量值进行比较来验证胡克定律的正确性。
胡克定律DIS实验报告
万浩110112836物理学（师范）第二部分胡克定律（DIS实验报告）传统实验实验器材刻度尺、铁架台（带铁夹）四个弹簧白板卷尺钩码实验步骤1.固定弹簧到铁架台上，用刻度尺测出弹簧长度l；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。
DIS实验实验目的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F∝x是否成立；实验原理胡克定律：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。
实验器材朗威®DISLab、计算机、弹簧、铁架台力、力传感器、位移传感器实验过程与数据分析1、把位移传感器的接收端接到铁架台上，底端与弹簧上端持平2、用位移传感器测出弹簧的原长L0，在其弹性限度内用力传感器拉弹簧，得到F1仿照步骤2，得到F2，F3，F4，F5，F6和l2，l3，l4，l5，l64、在计算表格中，增加变量F N，并输入相应数值；代表弹簧上受到的拉力。
5、计算表格中增加变量x=L X-L0和F X6、输入计算胡克定律的表达式F= -k·x弹簧伸长量与力的关系测量实验结果。
得出实验结果6、点击“组合图线”，选择X轴为弹簧伸长量x，Y轴为拉力F X，可见所获得的数据点呈线性分布特征。
点击“线性拟合”，得一条非常接近原点的直线，从而可以验证：在弹性限度内，引起弹簧形变的外力F与弹簧的形变量x之间成正比关系，即F∝x；第三部分对比分析DIS实验与传统的实验相比，更便捷，更容易操作。
而且对人工操作而产生的误差经过DIS的操作可以一定量地减小误差。
本试验中用直尺和卷尺测弹簧的长度，难免会有误差。
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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F∝x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∝1
N
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F∝x；
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∝1
N。
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：
1.固定弹簧，用刻度尺测出弹簧长度l
；
2.在其弹性限度内用钩码在弹簧挂钩上加一个力F
1
，用刻度尺测出弹簧此时长度
l
1
；
3.仿照步骤2，得到F
2，F
3
，F
4
，F
5
，F
6
和l
2
，l
3
，l
4
，l
5
，l
6
；
4.换用另一根弹簧，重复1-3步；
5.整理器材。
课题二：
1.固定弹簧，用刻度尺测出弹簧长度l
；
2.使弹簧匝数为N
1，在其弹性限度内用钩码在弹簧挂钩上加一个力F
1
，用刻度尺
测出弹簧此时长度l
1
；
3.仿照步骤2，得到N
2，N
3
，N
4
，N
5
，N
6
，F
2
，F
3
，F
4
，F
5
，F
6
和l
2
，l
3
，l
4
，l
5
，l
6
；
4.换用另一根弹簧，再重复1-3步5次；
5.
整理器材。
图一
图二图三
课题三：
1.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l 1。
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l 2l 3l 4。
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
实验数据的处理和分析 课题一
F （N ） l 0（cm ） l （cm ）
x=l-l 0（cm ）
k F x
=
(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
F （N ） l 0（cm ） l （cm ）
x=l-l 0（cm ）
k F x
=
(N ·m -1
) 1
0.5
9.50
12.80
3.30 15.2
图四
表一
表二
4 2.0 12.10 25.20 13.10 15.3 70 0.014
3
数据处理
课题一
课题二表六表七
课题三
实验结论
1.在弹性限度内，引起弹簧形变的外力F 与弹簧的形变量x 之间成正比关系，即F ∝x ；
2.在弹性限度内，弹簧的劲度系数与其匝数之间成反比关系，即k ∝1
N。
误差分析
1.在刻度尺读数时可能存在一定的偶然误差，但可以通过多次重复操作减少偶然
表八
图五
误差对实验造成的影响；
2.在控制弹簧匝数时，未保证每次操作时匝数为整数，造成偶然误差。
3.系统误差，由于弹簧自身重力，测得的弹簧原长会有误差。
注意事项
1.在刻度尺读数时可能存在一定的偶然误差，多次重复操作，减小误差。
2.实验中必须保证所测的力在弹簧的弹性限度内
3.保持弹簧竖直，别和白板有摩擦
4.弹簧不宜过软以免弹簧被拉伸时超出它的弹性限度
思考题
（一）设计胡克定律实验时，弹簧竖直悬挂好，还是水平放置好？
水平放置好。
二者细微的变化其实反映的是实验测量内容的问题: 弹簧竖直悬挂测量时, 由于弹簧自身重力的影响, 实际上测的不是弹力与形变量的关系, 而是弹簧弹力变化量与弹簧形变量的变化量之间的关系; 而弹簧水平放置测量的才是弹簧弹力与形变量的关系。
（二）本实验中那些因素能够使实验结果产生误差?如何提高精度？
1.用刻度尺读数时产生偶然误差。
多次测量取平均值
2.钩码质量不均。
使用钩码前先用电子称称一下，挑选质量差不多的
3.弹簧的重力而引起的弹簧原长L0不准。
（三）
使用作图标记法应当注意什么？
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。
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