实验三十四 胡克定律实验目的探究弹簧的伸长长度与弹力的关系。实验原理由胡克定律，得弹簧的伸长长度 s、弹力 F 之间有以下关系：F＝ks（k 为弹性系数）。实验器材朗威 DISLab、计算机、螺旋弹簧组、透明塑料尺、彩色圆片等。实验装置图见图 34-1。实验过程与数据分析1．把弹簧固定在铁架台上，弹簧可上下自由拉伸，将彩色圆片穿入弹簧，定位在其下端并保持水平，用作显示弹簧伸长幅度的游标；2．将透明塑料尺固定在铁架台上；图 34-1 实验装置图13．将力传感器接入数据采集器，传感器的测钩向上连接弹簧；4．手持力传感器，对传感器进行软件调零，打开“计算表格”；5．向下拉力传感器，透过塑料尺观察彩色圆片的位置，每拉动 0.01m，手动记录一次数据；6．在计算表格中，增加变量“s”代表弹簧伸长长度，输入对应的值，设置自由表达式“k＝F1/s”，得到一组实验数据，点击“求平均”得出各列的平均值（图 34-2）；7．点击“绘图”，选择 X 轴为“s”Y 轴为“F1”，得到一组数据点（图 34-3）；8．观察可见数据点排列具有明显的线性特征，点击“拟合”，选取“线性拟合”，发现拟合线与数据点基本重合（图 34-4）且通过原点，可以推断弹力的大小与弹簧伸长的距离成正比关系；图 34-2 实验数据图 34-3 数据点排列具有线性特征29．将位移传感器接入数据采集器的第一通道，力传感器接入第二通道，将位移接收器固定在弹簧的上方，发射器与力传感器固定在一起；10．利用位移传感器测距替代人工读数，在“组合图线”窗口中选取 X 为“位移”、Y 轴为“力”，得到一条“F - s”图线（图 34-5 下方图线）；11． “锁定”该图线，更换不同的弹簧，可得到另一条“F - s”图线（图 34-5 上方图线）；12．比较两条“F - s”图线的差异并分析其原因。建议换用橡皮筋等其他弹性材料，重复实验，观察实验结果的区别，讨论其成因。图 34-4 线性拟合图 34-5 引入位移传感器，描绘“F- s” 图线3
