胡克定律实验ppt课件

大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
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.
A．使用三角板 B．使用重垂线
C．目测
D．不用检查
解析：使用重垂线可保证刻度尺竖直，故B正 确．A、C不准确，不合题意，D是错误的．
答案：B
2.竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为4N的物体 时弹簧长度为12cm；挂重为6N物体时弹簧 长度为13cm,则弹簧原长为多少厘米，劲度 系数为多少?
4cm 200N/cm
下列判断正确的是( BCD )
A．弹簧产生的弹力和弹簧的长 度成正比
B．弹簧长度的增加量与对应的 弹力增加量成正比
C．该弹簧的劲度系数是200 N/m
D．该弹簧受到反向压力时，劲 度系数不变
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.
(2).弹簧的长度可用刻度尺直接测出，伸长量可以由拉长后 的长度减去弹簧原来的长度进行计算. 这样就可以研究弹 簧的弹力和弹簧伸长量之间的定端挂在铁架台上，让其自
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

弹力：物体发生弹性形变时，由于要恢复原 状，会对与它接触的物体产生力的作用。 直接接触 条件 弹性形变 方向：与形变恢复的趋向相同
方向 支持力
垂直接触面指向被支持物体
弹力
压力
垂直接触面指向被压物体
绳子拉力
沿绳子收缩的方向
杆产生的弹力不一定沿着杆的方向
判断方法: 力平衡+假设法
B A
实验：探究弹簧伸长量与弹力的关系
1、
F=kx
即：胡克定律
2、胡克定律文字描述： 在弹性限度内，弹性体弹力的大小与 弹性体伸长或压缩的长度成正比。
胡克定律： F=kx （1）k —— 弹簧的劲度系数，简称劲度。 K 只跟弹簧的材料、长短及粗细有关。 K 的单位：N/m （2）K 物理意义：弹簧发生1米的形变所 需要的力是K牛！ （3）X —— 弹簧伸长或压缩的长度 X＝L－L0N2Biblioteka N1N1N1
N2
N2
1、关于弹簧的劲度系数，下列说法中正确的是（ C ） A、与弹簧所受的拉力有关，拉力越大，K值越大 B、与弹簧发生的形变有关，形变越大，K值越小 C、有弹簧本身决定，与弹簧所受的拉力大小及 形变程度无关 D、与弹簧本身特征，所受拉力大小、形变的大小 都有关
一跟轻质弹簧在10N的拉力作用下，长度由 原来的5.00cm伸长为6.00cm。那么，当 这根弹簧压缩到4.2cm时，受到的压力是 多大？（设在弹簧限度内）

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.
(2).弹簧的长度可用刻度尺直接测出，伸长量可以 由拉长后 的长度减去弹簧原来的长度进行计算. 这样就可以研究弹 簧的弹力和弹簧伸长量之间的 定量关系了.
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( )
A．使用三角板 B．使用重垂线
C．目测
D．不用检查
解析：使用重垂线可保证刻度尺竖直，故B正 确．A、C不准确，不合题意，D是错误的．
答案：B
2.竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为4N的物体 时弹簧长度为12cm；挂重为6N物体时弹簧长 度为13cm,则弹簧原长为多少厘米，劲度系数 为多少?
4cm 200N/cm
各种各样的弹簧
SUCCESS
THANK YOU
2019/4/26
的伸长量x为横坐标，用描点法作图.按照图中各点的 分
布与走向，尝试作出一条平滑的曲线(包括直线)，所 画
的点不一定正好都在这条曲线上，但要注意使曲线两 侧
的点数大致均匀. (5).以弹簧的伸长量为自变量，写出曲线所代表的函数.
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.

知识梳理 探究弹簧弹力与伸长量之间的关系-数据处理
列表法
弹力 F 与弹簧伸长量 x 的比 值在误差允许范围内是相等的
知识梳理
探究弹簧弹力与伸长量之间的关系-数据处理 观察所描点的走向→试探
图象法
性连线→决定用直线连接
用描点法作F-x 图。连接各点，得 出弹力F 随弹簧伸长量变化的图线 。写出F (x)的函数关系式，首先尝试 一次函数，若不行则考虑二次函数
例题——探究弹簧弹力与伸长量之间关系的数据处理
挂砝码盘以前弹簧的长度
挂砝码盘以后弹簧的长度
(3) 如图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的
质量，横轴是弹簧长度与L_x____的差值（填“L0”或
“描L的x”点）表。示每增加10g砝码，弹簧对应的伸长量
横坐标表示弹簧长度与添加第一个砝码前弹簧长度的差值
(4)由图可知弹簧的劲度系数为_4__.9_N/m；通过
图和表可知砝码盘的质量为1_0___ g（结果保留两 位有效数字，重力加速度取9.8m/s²）。
图线的斜率
挂砝码盘前后弹簧的长度增加了2cm 砝码盘的质量为10g
砝码的质量
弹簧 的伸 长量
例题——探究弹簧弹力与伸长量之间关系的数据处理
(2015·福建理综·19(1))某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。
(1)图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的 标尺刻度，其示数为7.73 cm；图乙是在 弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度 ，此时弹簧的伸长量Δl 为___6_._93cm；
Δl= (14.66－7.73) cm＝6.93 cm
14.66cm
(2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列

3.1.5 胡克定律
试验表明，轴向拉伸或压缩的杆件，当应力不超过某一 限度时，轴线变形△L与轴向载荷N及杆长L成正比，与杆 的横截面面积成反比。这一关系成为胡克定律，即 △L∝NL/A
引入比例常数E，则有
△L=NL/EA 比例常数E称为弹性模量，其值随材料不同而异。E是 表征材料弹性的常数，可由实验来测定。
课本上的表3-1给出了部分材料的弹性模量：
由上式可知，零件的绝对伸长与轴力及长 度成正比，与横截面面积及材料的弹性模量 成反比。显然，EA乘积越大，零件变形越小， EA称为抗拉（压）刚度。它表示杆件抵抗拉 伸或压缩变形的能力。将上两式整理，则有：
E△L=NL/A E △L /L =N/A E △L /L =N/A
E ε=σຫໍສະໝຸດ 上式是胡克定律的又一表达 形式，即胡克定律可以表述为： 当应力不超过某一极限时，应 力与应变成正比。

初态指针刻度L0 （cm）
指针所指刻度L （cm）
弹簧伸长量x（cm）
2020/11/29
5
实验：探究弹簧的弹力
5.做出F—X图象
F/N
× × ×
× ×
O
X/cm
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胡克定律
1.内容：在弹性限度内，弹簧的弹力F的大 小与弹簧的伸长量（或压缩量）x成正比。
2.公式：F=kx k 称为弹簧的劲度系数，单位为N/m
在F—x图象中k是直线的斜率。 x为弹簧在拉力F作用下的伸长量或压缩 量。
2020/11/297学以致用练习1：有一根弹簧的长度是15cm，在下面 挂上0.5kg的重物后长度变成了18cm，求 弹簧的劲度系数。（g=10m/s2)
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学以致用
练习2：竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为4N 的物体时弹簧长度为12cm；挂重为6N物 体时弹簧长度为13cm,则弹簧原长为多少 厘米，劲度系数为多少?
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3
实验：探究弹簧的弹力
（3）悬挂50g钩码一个，待稳定后，读 出弹簧上指针所示刻度L并计算出弹簧 的伸长量X记入表格。 （4）逐个增加钩码，重复上一步，至 少做5次。
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4
实验：探究弹簧的弹力
4.数据记录
次数
123 45
弹簧弹力F（N） 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
实验：探究弹簧的弹力
1.实验原理：用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力， 系统静止时，弹簧的弹力等于所挂钩码的总重 力；弹簧的长度及伸长量可由刻度尺测出。
2.实验器材：弹簧、钩码、直尺、铁架台。 3.实验步骤
（1）将弹簧悬挂在铁架台上，把刻度尺直立并 固定在弹簧旁边。 （2）记下弹簧自然下垂时的长度L0。

实验： 探究弹力和弹簧 伸长的关系
【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.
【实验原理——胡克定律】 1.如图所示,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。 2.弹簧的长度可用刻度尺直接测出,伸长 量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长 度进行计算.这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧 伸长量之间的定量关系了。
【典例剖析】
例1 某同学用如图所示装置做探究弹力 和弹簧伸长量关系的实验。他先测出不 挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻 度，然后在弹簧下端挂上钩码,并逐个 增加砝码,测出指针所指的标尺刻度， 所得数据列表如下:(重力加速度g=9.8 m/s2)
钩码质量 m/×102 g 标尺刻度 l/×10-2 m
系统误差与偶然误差
• 系统误差： • 1、仪器误差——仪器不完善、有缺陷、没按要求
操作 • 2、方法误差 • 3、人员误差 • 不能通过多次测量而减少的误差
• 偶然误差： • 可通过多次测量而减少的误差
作图法是 减少误差的 常用方法
【误差分析】
1、弹簧自重，自然悬挂时，由于自重，其长度其 实不是真正的原长。 2. 待稳定后再平视读数可以提高实验的准确度。 3.描点、作图不准确会造成误差。
x3=l3-l0
F3=
...
...
【数据处理】
1.以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标,以 弹簧的伸长量x为横坐标,用描点法作图.连接各点, 得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线。 2.以弹簧的伸长量为自变量，写出曲线所代表的函 数。首先尝试一次函数,如果不行则考虑二次函数。 3.得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系,解释函数 表达式中常数的物理意义。

２）、只适用于弹性形变限度以内 ３）、K（弹簧劲度系数）的物 理意义：描述弹簧的软硬程度
4)弹簧对物体的弹力的方向与弹簧形变的方 向相反
胡克定律的图象
对于F=k·△x
F/N
对于F=k·(x-l0) k1>k
k k2 F/N k1
k1
k2<k
k
k2
l0
△x/m
弹 簧 压 缩
x/m
弹 簧 压 缩
直线的斜率为弹簧的劲度系数k，表示弹 簧的软硬程度！
针对练习
1、物体1、2质量都为m，弹簧劲度系数为k，如图所示，处于 静止状态。现施加一个力给物体2，使其缓慢上升，当物体1刚 好离开地面时，物体2上升的高度是多少？（弹簧和物体连接） F 受力分析： h=x +x x2 x1
G K的原 长 1 G F1 2 F2
1
2
F1=F2=G=mg
F4 h
F1=k·x1
例1：有一根弹簧克的重物后的长度变成 了 18厘米，求弹簧的劲度系数。
解：由胡克定律得： F= k· （X-X0） k· =163.3 N/m
例 2 、如图 1-18 所示，原长分别为 L1 和 L2 、
劲度系数分别为 k1 和 k2 的轻质弹簧竖直地悬 挂在天花板下。两弹簧之间有一质量为m1的 物体 A ，最下端挂着质量为 m2 的另一物体 B ，整个装置处于静止状态，这时两个弹簧的 总长度为 。
胡克定律
弹性形变：物体在外力作用下发生形变，若外力 撤消后，物体能恢复原状的形变． 一、形变 非弹性形变
二、弹性形变大小与力的关系
实验
三、结论 在弹性形变限度以内，弹力的大小和物体 的形变量成正比。即
F k ( x l0 ) 或 F kx

C
再见！
• 4．描点画线时，所描的点不一定都落在一条直线上，但 应注意一定要使各点均匀分布在直线的两侧．
• 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．
四、胡克定律
1、内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧的伸长（或
缩短）的长度成正比。
2、公式：F=k∙x
劲度系 数
弹簧的 形变量
➢ k单位：牛顿每米，N/m ➢ K数值上等于改变弹簧单位长度
探究弹簧弹力与形变量的关系
一只钩码50g,弹簧原长：10.00cm
实验次数 重力G/N
1
0.49
2
0.98
3
1.47
4
1.96
弹簧的长 度/cm 12.00 14.10 16.10 18.11
伸长量
弹力大小 F/N 0.49 0.98 1.47 1.96
F/N 2 1.5 1 0.5
0 2.00 4.00 6.00 8.00
胡克定律：探究弹簧弹力与形变量的关系
弹簧产生的弹力的大小跟什么有关系呢？
与弹簧的材料，粗细，形变量有关系
一、实验目的 1．探究弹力与弹簧伸长量之间的关系． 2．学会利用列表法、图象法、函数法处理实 验数据．
实验器材 铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、坐标 纸．
一、实验步骤 1.按图安装实验装置，记下弹簧下端不挂 钩码时所对应的刻度 l0. 2．在弹簧下端悬挂一个钩码，平衡时记 下弹簧的总长度并记下钩码的重力． 3．增加钩码的个数，重复上述实验过程，将数据填 入表格，以 F 表示弹力，l 表示弹簧的总长度，x＝l－l0 表示弹簧的伸长量.
伸长量
X/cm
结论：弹簧的弹力与伸长量成正比
• 三、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

物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫作弹性限度。
新知学习
(2)公式： F=kx
k 叫作弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米，符号是
N/m; k 是表示弹簧特性的物理量，由弹簧自身决定。
(3)适用条件：弹簧发生弹性形变且在弹性限度内
新知学习
练一练
1.如图所示为一轻质弹簧的弹力大小F和长度L的关系图像,试由图像确定:
字，重力加速度取10 m/s2）．
课堂总结
一、弹力的大小
在弹性限度内，物体的形变程度越大，产生的弹力越大。
二、胡克定律
1.实验：探究弹簧弹力与形变量的关系
2.胡克定律
（1）定义：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小
跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比，这个规律叫作胡克定律。
（2）公式： F=kx
（3）适用条件：弹簧发生弹性形变且在弹性限度内
第三章 相互作用——力
第1节 课时2 胡克定律
知识回顾
1．形变： （1）定义：物体在力的作用下形状或体积会发生改变，
这种变化叫作形变。
（2）分类：弹性形变和塑性形变。
2.弹力的定义：发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体会
产生力的作用，这种力叫作弹力。
3.弹力产生条件：两个物体直接接触，并且在接触处产生弹性形变。
(3)当x=15 cm=0.15 m时,由F=kx得F=200×0.15 N=30 N。
答:弹簧的原长为10 cm，劲度系数为200 N/m，弹力的大小为30 N
新知学习
2.某同学探究弹簧弹力与形变量的关系。弹簧自然悬挂，待弹簧静止时，长度
记为l0；在弹簧下端每次增加10g 砝码，弹簧长度依次记为l1至l6，数据如表：