高一物理 实验：力的合成与胡克定律

注意事项：
1）弹簧秤选取方法是：将两只弹簧秤调零厚互钩水平对拉，若两只弹簧秤在对拉过程中读数相同，则可选；若读数不同，应另换，直到相同为止。

2) 实验前，首先检查指针是否在零刻度线上，若不在应校正零位（无法校正的，要记录零误差）。

实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，使用时不能超过弹性限度，读数时应正对、平视刻度，估读到最小刻度的下一位。

3）不要用老化橡皮筋检查方法时用一个弹簧拉橡皮筋，要反复做几次使橡皮筋拉到相同的尺度，看弹簧秤示数有无变化。

4）不要直接以橡皮筋端点为节点。

可拴一细绳连两细绳套，以三绳交点为节点，且节点应小点，以便准确记录O 点位置。

5）细绳套应适当长些，便于确定力的方向，不要直接沿细绳套方向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点，去掉细绳套后，再将所标点与 O 点连线用来确定力的方向。

6）本次实验中，以橡皮条的伸长（节点到达某一位置）来衡量力的
作用效果，因此，在同一次实验中应使两种情况下节点到达同一位
置。

7) 画力的图示时，标度的选取应恰当，要严格按几何作图法求合力。

3、 数据处理及误差分析
以F 1、F 2为邻边作平行四边形，并作出对角线F’与F 比较，如右图。

F 和F ′在误差范围内重合。

本实验的主要误差来源于读数、作图，此外还有弹簧秤本身的误差，因此，首先应检查弹簧秤的零点是否准确，在实验中拉细绳时必须与木板平行，读数时眼睛一定要正对刻度，按有效数字记录示数，作图时要准确，两个分力 F 1 和 F 2 间夹角不能太大或太小，要按实验的要求进行操作、读数、作图，即使存在误差，也应该是正常的，不能用数据拼凑使实验非常完美，也不能只用特殊角度而不管其一般性。

【当堂检测】
1.在《探究共点力合成的规律》的实验中，
某同学的实验情况如图甲所示，其中A 为固定
橡皮筋的图钉，O 为橡皮筋与细绳的结点，OB
与OC 为细绳，
（1）图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示，则下列说法中正确的是（ ）
F 1 F 2 F’
A.图乙中力F是力F1和F2合力的理论值，F′是力F1 和 F2合力的实际测量值
B.图乙中F′是力F1和F2合力的理论值，F是力F1和F2合力的实际测量值
C.在实验中，如果将细绳换成橡皮条，那么对实验结果没有影响
D.在实验中，如果将细绳换成橡皮条，那么对实验结果有较大的影响
（2）本实验采用的科学方法是
A.理想实验法
B.等效替代法
C.控制变量法
D.建立物理模型法
（3）关于本实验，下列说法中错误的是（）
A．同一次实验中，O点位置允许变动
B．画力的图示时，应选定恰当的标度，尽量使图画得大一些，但也不要太大而画出纸外C．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角必须取90°D．实验中，只要记录O点的位置和弹簧测力计的读书
2.在《探究共点力合成的规律》的实验中，采用哪些方法和步骤可以减小实验误差（）
A.两个分力F1、F2间的夹角要适当大些
B.两个分力F1、F2的大小要适当大些
C.拉橡皮条的细绳要稍长一些
D.实验前先把两个弹簧秤的钩子互相钩住,平放在桌子上,向相反方向拉动,检查读数是否相同
3.在《共点的两个力的合成》实验中，得到了如图所示的图形，图中P为橡皮条的固定点，O为橡皮条与细线的结点，用两只弹簧秤和用一只弹簧秤，
都将结点拉到O点，实验中要比较的是图中和两
个力的大小和方向，其中是实验直接测得的合力，
图中是F1、F2合力的理论值（通过作图得出的）。

通过本实验可以验证
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弹力和弹簧伸长的关系
1．(多选)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，以下说法正确的是
()．A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度
B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态
C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等
2．在“探究弹力和弹簧伸长关系”的实验中，某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端，进行测量，根据实验所测数据，利用描点法作出了所挂钩码的重力G与弹簧总长L的关系图象，如图2-4-5所示．根据图象回答以下问题．
图2-4-5
(1)弹簧的原长为________．
(2)弹簧的劲度系数为________．
(3)分析图象，总结出弹簧弹力F跟弹簧长度L之间的关系式为________．3．用如图2-4-6甲所示的装置测定弹簧的劲度系数，被测弹簧一端固定于A点，另一端B用细绳绕过定滑轮挂钩码，旁边竖直固定一最小刻度为mm的刻度尺，当挂两个钩码时，绳上一定点P对应刻度如图乙中ab虚线所示，再增加一个钩码后，P点对应刻度如图乙中cd虚线所示，已知每个钩码质量为50 g，重力加速度g＝9.8 m/s2，则被测弹簧的劲度系数为________N/m，挂三个钩码时弹簧的形变量为________cm.
图2-4-6
4．某同学利用如图2-4-7(a)装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验．
(1)在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持________状态．
(2)他通过实验得到如图(b)所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线．由此
图线可得该弹簧的原长x0＝________ cm，劲度系数k＝________ N/m.
(3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图(c)
所示时，该弹簧的长度x＝________ cm.
图2-4-7
5．某实验小组做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验．实验时，先把弹簧平放在桌面上，用刻度尺测出弹簧的原长L0＝4.6 cm，再把弹簧竖直悬挂起来，在下端挂钩码，每增加一只钩码均记下对应的弹簧的长度x，数据记录如下表所示.
(1)
图2-4-8
(2)由此图线可得，该弹簧劲度系数k＝________N/m；
(3)图线与x轴的交点坐标大于L0的原因是
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