| 次数 | F(N) | L(cm) | x(cm) |
|---|---|---|---|
| 挂钩码后点击记录 | |||
在弹性限度内,弹簧弹力 F 与弹簧的伸长量(或压缩量)x 成正比。
注意:F = kx 中的 x 是形变量,不是弹簧长度!
弹簧受力超过弹性限度后,将发生永久形变,不能恢复原长。此时 F-x 关系不再是线性的。
实验中应避免超过弹性限度。当你挂了太多钩码时,弹簧变红表示已超限。
高考常考:F-x 图中超过弹性限度的部分曲线弯曲,斜率增大。
初中学过的弹簧测力计,其原理正是胡克定律:弹簧伸长量与弹力成正比,所以刻度均匀。
高中的探究实验就是验证这个"成正比"的关系,并定量求出劲度系数 k。
这就是为什么弹簧测力计的刻度是均匀的!
系统误差:弹簧自重引起的初始形变、钩码标注质量与实际质量的偏差。
偶然误差:刻度尺读数误差、弹簧未完全静止就读数。
减小误差:等弹簧静止后再读数;多次测量取平均值;用 F-x 图拟合直线代替逐次计算。
高考常考:分析 k 偏大或偏小的原因。
考点提醒:F-x 图不过原点 → 可能未扣除弹簧自重引起的初始形变,或 L₀ 测量有误。图像弯曲 → 超过弹性限度,胡克定律不再成立。
题目:逐次挂上 50g 钩码,弹簧长度依次为 12.0, 14.0, 16.0, 18.0, 20.0 cm,原长 10.0 cm。求 k。