(新)高中物理必修1胡克定律实验专题
胡克定律物理实验报告
一、实验目的1. 验证胡克定律的正确性，即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Fx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是否成立。
3. 通过实验数据，用作图标记法直接获取F-x图像。
二、实验原理胡克定律的表达式为F=kx，其中k是常数，是物体的劲度系数。
在国际单位制中，F的单位是牛（N），x的单位是米（m），k的单位是牛/米（N/m）。
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。
三、实验器材1. 弹簧：四个不同匝数的弹簧，要求材质相同，长度、直径一致。
2. 钩码：不同质量的钩码，用于施加外力。
3. 刻度尺：用于测量弹簧的形变量。
4. 铁架台：用于固定弹簧。
5. 细线：用于连接弹簧和钩码。
四、实验步骤1. 将弹簧悬挂在铁架台上，用细线连接弹簧和钩码。
2. 逐个增加钩码的质量，记录弹簧的形变量（伸长量）。
3. 重复步骤2，改变弹簧的匝数，记录弹簧的形变量。
4. 计算不同情况下弹簧的劲度系数k。
5. 用作图标记法绘制F-x图像。
五、实验数据1. 弹簧1：匝数N1=10，形变量x1（单位：m），外力F1（单位：N）。
2. 弹簧2：匝数N2=20，形变量x2，外力F2。
3. 弹簧3：匝数N3=30，形变量x3，外力F3。
六、实验结果与分析1. 根据实验数据，计算不同情况下弹簧的劲度系数k。
2. 分析F-x图像，观察其是否呈线性关系。
3. 比较不同匝数弹簧的劲度系数k，验证k与匝数的关系。
七、实验结论1. 通过实验验证了胡克定律的正确性，即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。
2. 实验结果表明，弹簧的劲度系数k与其匝数成反比。
3. F-x图像呈线性关系，进一步证实了胡克定律的正确性。
八、实验总结本次实验通过探究弹簧的形变量与外力之间的关系，验证了胡克定律的正确性。
在实验过程中，我们学习了如何使用实验器材，如何记录实验数据，以及如何分析实验结果。
人教版高中物理必修一课件：3.1 胡克定律(共25页)
如图所示，为一轻质弹簧的长度和弹力大小的 关系，根据图象判断，正确的结论是( )
A．弹簧的劲度系数为lN/m
B．弹簧的劲度系数为I00N/m
C．弹簧的原长为6cm
D．弹簧伸长0.02m时，弹力的大小为4N
一根劲度系数为103N/m的弹簧,在受
500N的力作用时, 长度为63cm,当不受外
力作用时, 弹簧的长度可能为: (
问题（2）说一说该劲度系数所表示的意义。
一根轻质弹簧，当它受到10 N的拉力时长度为 12 cm，当它受到25 N的拉力时长度为15 cm， 问（1）该弹簧的劲度系数为多少？ 问（2）弹簧不受力时的自然长度为多少？
甲乙两弹的弹力和形变量之间的关系图像如图 问题（1）分别求出两弹簧的劲度系数。 问题（2）通过以上计算说一说弹簧劲度系数大 小所表示的意义。
劲度系数K小
劲度系数K大 弹簧难形变 “硬” 弹簧
弹簧易形变
“软” 弹簧
K与弹簧弹力F成正比，与弹簧的形变量成反比。
弹簧的劲度系数由与弹簧的丝的粗细、材料、
弹簧的直径、绕法和长度等量有关。
K 具有 固有性
下列关于弹簧的说法正确的是（ ） A.由公式F=Kx可知，只要知道弹簧的劲度系数， 就可以求出它在任何拉力下的形变量 B.由公式F=Kx可知弹簧发生弹性形变时，弹力与 弹簧的长度成正比 C.由公式F=Kx可知弹簧发生弹性形变时弹力与形
两根长均为20cm的弹簧，劲度系数分别为k1＝ 200N/m，k2＝100N/m，弹簧k2固定在A上，弹簧 k1固定在A、B上，B放在水平地面上，弹簧竖直， 如图所示。已知A、B所受的重力都是4N，今在k2 的端点P施加一个竖直向上的力，缓慢地向上拉， 当P点向上升距离为多少 时，B和地面恰好接触而 没有作用力。弹簧自重不计
高一物理 必修一 第三章 胡克定律及其实验
6、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. (2).弹簧竖直悬挂时，未考虑弹簧自身重力的影响. (3).为了减小误差，要尽量多测几组数据.
7、实验改进 在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，也可
以不测量弹簧的自然长度，而以弹簧的总长作为自变 量，弹力为函数，作出弹力随弹簧长度的关系图线.这 样可避免因测弹簧的自然伸长而带来的误差.
5、注意事项 (1).所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的 弹性限度.要注意观察，适可而止. (2).每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标系上 描的点尽可能稀，这样作出的图线精确. (3).测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状 态时测量，以免增大误差. (4).描点画线时，所描的点不一定都落在一条曲线上，但 应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧. (5).记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单 位.
二、胡克定律：
⑴、内容： 在弹性限度内,弹簧发生弹性形
变时，弹力的大小跟弹簧伸长 （或缩短）的长度x成正比。
⑵、公式： F ＝ k x
其中：k——弹簧的劲度系数 单位：牛每米， 符号N/m x——弹簧伸长（或缩短）的长度
☆弹簧弹力的方向:沿弹簧,指向恢复原长的方向.
1．在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验 中，如何保证刻度尺竖直( )
一 实验：探究弹力和弹簧伸长的关系
1、实验目的 (1).探究弹力和弹簧伸长量之间的关系. (2).学会利用图象法处理实验数据.
2、实验器材 铁架台、弹簧、毫米刻度尺、 钩码若干、三角板、坐标纸、 重垂线、铅笔.
3、实验原理 (1).如图实－1－1所示，在弹簧下 端悬挂钩码时弹簧会伸长，平衡时 弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力 大小相等.
高三物理实验复习(二)胡克定律、验证四边形定则
高三物理实验复习（二）1、探究弹力和弹簧伸长的关系（胡克定律）2、互成角度度两个力的合成一.探究弹力和弹簧伸长的关系（胡克定律）利用右图装置，改变钩码个数，测出弹簧总长度和所受拉力（钩码总重量）的多组对应值，填入表中。
算出对应的弹簧的伸长量。
在坐标系中描点，根据点的分布作出弹力F随伸长量x而变的图象，从而发确定F-x间的函数关系。
解释函数表达式中常数的物理意义及其单位。
该实验要注意区分弹簧总长度和弹簧伸长量。
对探索性实验，要根据描出的点的走向，尝试判定函数关系。
（这一点和验证性实验不同。
）二、互成角度的两个共点力的合成[实验目的]验证力的合成的平行四边形定则。
[实验原理]此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的效果（即：使橡皮条在某一方向伸长一定的长度），看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等，如果在实验误差允许范围内相等，就验证了力的平行四边形定则。
[实验器材]木板一块，白纸，图钉若干，橡皮条一段，细绳套，弹簧秤两个，三角板，刻度尺，量角器等。
[实验步骤]1．用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的方木板上。
2．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，用两条细绳套结在橡皮条的另一端。
3．用两个弹簧秤分别钩住两个细绳套，互成一定角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O（如图所示）。
4．用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向，并记录弹簧秤的读数。
在白纸上按比例作出两个弹簧秤的拉力F1和F2的图示，利用刻度尺和三角板，根椐平行四边形定则用画图法求出合力F。
5．只用一个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O，记下弹簧秤的读数和细绳的方向。
按同样的比例用刻度尺从O点起做出这个弹簧秤的拉力F'的图示。
6．比较F'与用平行四边形定则求得的合力F，在实验误差允许的范围内是否相等。
7．改变两个分力F1和F2的大小和夹角。
再重复实验两次，比较每次的F与F'是否在实验误差允许的范围内相等。
高中物理-胡克定律说课课件-新人教版必修1
第三页，编辑于星期五：十一点 十分。
二、说教学目标：
1、知识与技能
知道胡克定律，进一步掌握物理实验 探究的一些根本技能。
难点依据：在实验探究中，要对实验数据 进行作图归纳，而学生用物理图象描述物理
第五页，编辑于星期五：十一点 十分。
四、说学情：
1、已有的知识和技能：
经过前面的学习，学生已对弹力有 了初步的认识，对弹力大小有了定性的认识 ，同时通过近半学期的高中物理学习，学生 已具备了一定的实验操作能力，这些都是这 节课教学的有利因素，教师要组织好这些“ 旧知〞，引导学生获得“新知〞，使学生的 学习能够循序渐进，知识和能力能够逐步提 高。
第六页，编辑于星期五：十一点 十分。
Hale Waihona Puke 、说教法：1、多媒体辅助教学法：
为了使全体学生直观的分析弹簧的形变和提高课堂效率，采 用了多媒体辅助教学。
2、目标导学法：
明确学习目标，使学生学有方向，有的放矢，促使学生积极 探索、发现
3、合作探究法：
为了使学生能够体验物理学习的乐趣，培养学生的合作探究意 识，使学生从本质上理解胡克定律，采用了实验合作探究的方法。
的关系呢？
2、合作探究，推进新课 〔1〕设计探究方案 〔2〕开展合作探究，小组讨论、归纳探
究结论
〔3〕全班讨论、归纳总结得出胡克定律 第九页，编辑于星期五：十一点 十分。
八、说教学反思：
教学目的不仅仅是为了让学生知道结 论、规律的内容，更重要的是要让学生知 道结论是如何得出来的，在得出结论时用 了什么样的方法和手段，在实验中如何控 制条件和物理变量，让学生沿着科学家发 现物理规律的历史足迹，体会科学家的思 维方法进行再创造。根据实验条件启发学 生思考，把胡克定律得出，探索事物的规 律，培养学生创造力，作为教学目的之一
胡克定律+实验+课件+-2023-2024学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册
C．弹力的方向一定与物体发生形变的方向相反
D．弹力的大小与物体大小有关，体积越大的物体能产生的弹力也越大
【解析】 发生弹性形变的物体，才能产生弹力作用，A错误；弹簧弹
力的大小是由形变量和劲度系数共同决定的，物体的形变越大，弹力
不一定也越大，B错误；弹力的大小与物体的大小无关，D错误；弹力
k值越小（同一根弹簧K值不变）
3.变形式：△F=k△x
（弹力）
x0
（形变量）
思考1:弹力和形变量F-x图像最后会弯曲是什么原因导致？？
x0
直线变曲：实验中所挂钩码越来越重，超出了弹簧的弹性限度
思考2:如果画F-L（现长）图像应该是怎样的呢？
1．关于弹力，下列说法中正确的是(
)
A．发生形变的物体才能有弹力，也一定有弹力
4.计算出每次弹簧的形变量x(x＝ln－l0)和弹簧受到的
拉力F(F＝mng)，并将数据填入表格．
3.收集数据
/N
15.78
弹簧原长0 =_______cm.
g=9.8N/kg
3.50
钩码质量
m/g
弹簧的弹
力F/N
弹簧长
度l/cm
弹簧伸长
量x/cm
1
50
0.49
17.70
1.92
2
100
0.98
6.50 cm
设弹簧的弹力大小F＝15.0 N时弹簧的伸长量为x.
由胡克定律得
15.0
F
－2
x＝ k ＝
m＝1.50 cm
3 m＝1.50×10
1.00×10
此时弹簧的长度为L＝L0＋x＝6.50 cm.
实验：探究弹簧弹力与形变量的关系
高考物理专题复习：胡克定律
高考物理专题复习：胡克定律一、单选题1．轻质弹簧原长为6cm ，弹赞的劲度系数为100N/m ，弹簧未超出弹性限度。
在沿弹簧轴线方向，大小为6N 的拉力作用下，弹簧的长度为（ ） A ．8cmB ．14cmC ．10cmD ．12cm2．有两根相同的轻弹簧a 和b ，劲度系数均为k ，现将它们按图甲方式连接，下面挂质量均为m 的两个小物体，此时两根轻弹簧的总伸长量为x ，若将两个物体按照图乙方式挂在两轻弹簧上，则两根轻弹簧的总伸长量为（ ）A ．4xB ．2xC ．34x D ．x3．如图所示，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计，重物的重力G =5 N ，则弹簧测力计A 和B 的示数分别为（ ）A ．5 N 、10 NB ．5 N 、0 NC ．10 N 、5 ND ．5 N 、5 N4．如图所示，两个弹簧的质量不计，劲度系数分别为k 1、k 2，它们一端固定在质量为m 的物体上，另一端分别固定在Q 、P 上，当物体平衡时上面的弹簧处于原长，若把固定的物体换为质量为2m 的物体（弹簧的长度不变，且弹簧均在弹性限度内），当物体再次平衡时，物体比第一次平衡时的位置下降了x ，则x 为（ ）A ．12mgk k + B ．1212()k k mg k k +C ．122mgk k + D ．12122()k k mg k k +5．如图所示，为一轻质弹簧的长度L 和弹力F 的关系图线，根据图线可以判断，下列说法中不正确的是（ ）A ．弹簧的原长为10cmB ．弹簧的劲度系数为200N/mC ．弹簧伸长15cm 时弹力大小为10ND ．弹簧压缩5cm 时弹力大小为10N6．如图所示，轻质弹簧的两端在受到相同的拉力F =5N 的作用下，弹簧伸长了0.2m ，在弹性限度内。
弹力和劲度系数分别为（ ）A ．0N ，25N/mB ．5N ， 25N/mC ．5N ，50N/mD ．10N ， 50N/m7．某同学探究一轻弹簧的弹力与弹簧形变量的关系实验时，得到弹簧弹力F 与弹簧长度L 的关系图像如图所示，则下列说法正确的是（ ）A ．该弹簧的原长为7cmB ．该弹簧的劲度系数为1N/cmC ．该弹簧长度为7cm 时，弹簧弹力大小为7ND ．该弹簧弹力大小为2N 时，弹簧长度一定为7cm8．如图甲所示，一轻质弹簧下端固定在水平面上，上端放一个质量为m 的物块A ，物块A 静止后弹簧长度为1l ；若在物块A 上端再放一个质量为m 的物块B ，静止后弹簧长度为2l ，如图乙所示。
高中物理必修1胡克定律实验专题
第4讲实验二探究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＝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2-4-64．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2-4-75．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＝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.钩码个数12345】弹力F/N弹簧的长度x/cm#(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_________________________________________.第4讲实验四验证牛顿运动定律1．(单选)某研究性学习小组用如图3-4-8所示的装置探究牛顿第二定律．该小组在实验中确定的研究对象是小车，而且认为细线对小车的拉力等于砂桶和砂的总重力，也是小车所受的合外力．则对该实验，以下说法中不正确的是________．图3-4-8A．在长木板不带定滑轮的一端下面垫一木块，反复移动木块的位置，直到小车在砂桶和砂的拉动下带动纸带做匀速直线运动，以平衡小车运动中受到的摩擦力B．实验中必须使砂桶和砂的总质量远小于小车的质量C．细线对小车的真实拉力一定略小于砂桶和砂的总重力D．该实验是应用“控制变量法”来探究牛顿第二定律的。
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第4讲实验二探究弹力和弹簧伸长的
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.
钩码个数1234 5
弹力F/N 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
弹簧的长度x/cm7.09.011.013.015.0
(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
_________________________________________.
第4讲实验四验证牛顿运动定律1．(单选)某研究性学习小组用如图3-4-8所示的装置探究牛顿第二定律．该小组在实验中确定的研究对象是小车，而且认为细线对小车的拉力等于砂桶和砂的总重力，也是小车所受的合外力．则对该实验，以下说法中不正确的是________．
图3-4-8
A．在长木板不带定滑轮的一端下面垫一木块，反复移动木块的位置，直到小车在砂桶和砂的拉动下带动纸带做匀速直线运动，以平衡小车运动中受到的摩擦力
B．实验中必须使砂桶和砂的总质量远小于小车的质量
C．细线对小车的真实拉力一定略小于砂桶和砂的总重力
D．该实验是应用“控制变量法”来探究牛顿第二定律的。