胡克定律DIS实验报告

万浩110112836物理学(师范)

第二部分 胡克定律(DIS实验报告)

传统实验

实验器材

刻度尺、铁架台(带铁夹)四个弹簧 白板 卷尺 钩码 实验步骤

1.固定弹簧到铁架台上,用刻度尺测出弹簧长度l0;

2.在其弹性限度内用钩码在弹簧挂钩上加一个力F1,用刻度尺测出弹簧此时长度l1;

3.仿照步骤2,得到F2,F3,F4,F5,F6和l2,l3,l4,l5,l6; 4.换用另一根弹簧,重复1-3步; 5.整理器材。

DIS实验

实验目的

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Fx是否成立; 实验原理

胡克定律:弹簧在发生弹性形变时,弹簧的弹力F和弹簧的伸长量(或压缩量)x成正比,即F= -k·x 。k是物质的弹性系数,它由材料的性质所决定,负号表示弹簧所产生的弹力与其伸长(或压缩)的方向相反。 实验器材

朗威DISLab、计算机、弹簧、铁架台力、力传感器、位移传感器

实验过程与数据分析

1、 把位移传感器的接收端接到铁架台上,底端与弹簧上端持平

2、用位移传感器测出弹簧的原长L0,在其弹性限度内用力传感器拉弹簧,得到F1仿照步骤2,得到F2,F3,F4,F5,F6和l2,l3,l4,l5,l6

4、在计算表格中,增加变量FN,并输入相应数值; 代表弹簧上受到的拉力 。 5、计算表格中增加变量x=LX-L0和FX

6、输入计算胡克定律的表达式F= -k·x弹簧伸长量与力的关系测量实验结果 。得出实验结果

6、点击“组合图线”,选择X轴为弹簧伸长量x,Y轴为拉力FX,可见所获得的数据点呈

线性分布特征。点击“线性拟合”,得一条非常接近原点的直线,从而可以验证:在弹性限

度内,引起弹簧形变的外力F与弹簧的形变量x之间成正比关系,即Fx;

第三部分 对比分析

DIS实验与传统的实验相比,更便捷,更容易操作。而且对人工操作而产生的误差经过DIS

的操作可以一定量地减小误差。本试验中用直尺和卷尺测弹簧的长度,难免会有误差。DIS的误差来源有系统误差和偶然误差。系统误差有位移传感器本身的误差,弹簧的重力而引起的弹簧原长L0不准和钩码质量不均。偶然误差有位移传感器测量误差,力传感器的测量误差。传统实验的误差来源有系统误差和偶然误差。系统误差有弹簧的重力而引起的弹簧原长L0不准和钩码质量不均。偶然误差有直尺测弹簧长度会有误差。DIS实验可以不用控制钩码数量,用力传感器直观,准确的测出拉力的大小,直接在软件上作图。但如果一直使用DIS试验器也会导致人们在自己动手实验能力方面的下降。传统手工操作的优点是能锻炼人们的观察能力和动手能力。学生实验之前,首先要观察仪器,了解仪器的名称,规范,使用方法和使用条件,还要分清仪器的量程。学生做胡克定律实验过程比较长,需要多次观察,重复测量,这有利于培养学生细致,认真,良好的耐心。如果实验过程出现故障,这有利于培养学生清晰,有序的思维能力和克服困难的勇气。传统胡克定律实验的数据处理过程比较繁琐,可以充分培养学生计算机能力,作图能力和利用数学知识解决物理问题的能力。而如果用DIS实验测量胡克定律使同学能力得不到太大发展。所以我觉得本实验用传统实验做比较好。

心得与改进

胡克定律实验采用弹簧竖直悬挂, 我们可以把弹簧水平放置进行实验。二者细微的变化其实反映的是实验测量内容的问题: 弹簧竖直悬挂测量时, 由于弹簧自身重力的影响, 实际上测的不是弹力与形变量的关系, 而是弹簧弹力变化量与弹簧形变量的变化量之间的关系; 而弹簧水平放置测量测的才是弹簧弹力与形变量的关系。考虑到弹簧如果水平放置在桌面上会有摩擦力存在, 从而影响测量准确性, 因此, 采用竖直面内, 弹簧水平悬空安装, 从而减少不必要的摩擦力影响。使用滑轮使钩码产生的重力竖直向下,这样可以减小弹簧由于重力的影响。滑轮的摩擦影响不可能消除, 只能尽量小, 采用大轮子、小轮轴的塑料滑轮, 可以使摩擦影响减小到可以忽略的范围内。

万浩110112836物理学(师范)

第二部分 胡克定律(DIS实验报告)

传统实验

实验器材

刻度尺、铁架台(带铁夹)四个弹簧 白板 卷尺 钩码 实验步骤

1.固定弹簧到铁架台上,用刻度尺测出弹簧长度l0;

2.在其弹性限度内用钩码在弹簧挂钩上加一个力F1,用刻度尺测出弹簧此时长度l1;

3.仿照步骤2,得到F2,F3,F4,F5,F6和l2,l3,l4,l5,l6; 4.换用另一根弹簧,重复1-3步; 5.整理器材。

DIS实验

实验目的

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Fx是否成立; 实验原理

胡克定律:弹簧在发生弹性形变时,弹簧的弹力F和弹簧的伸长量(或压缩量)x成正比,即F= -k·x 。k是物质的弹性系数,它由材料的性质所决定,负号表示弹簧所产生的弹力与其伸长(或压缩)的方向相反。 实验器材

朗威DISLab、计算机、弹簧、铁架台力、力传感器、位移传感器

实验过程与数据分析

1、 把位移传感器的接收端接到铁架台上,底端与弹簧上端持平

2、用位移传感器测出弹簧的原长L0,在其弹性限度内用力传感器拉弹簧,得到F1仿照步骤2,得到F2,F3,F4,F5,F6和l2,l3,l4,l5,l6

4、在计算表格中,增加变量FN,并输入相应数值; 代表弹簧上受到的拉力 。 5、计算表格中增加变量x=LX-L0和FX

6、输入计算胡克定律的表达式F= -k·x弹簧伸长量与力的关系测量实验结果 。得出实验结果

6、点击“组合图线”,选择X轴为弹簧伸长量x,Y轴为拉力FX,可见所获得的数据点呈

线性分布特征。点击“线性拟合”,得一条非常接近原点的直线,从而可以验证:在弹性限

度内,引起弹簧形变的外力F与弹簧的形变量x之间成正比关系,即Fx;

第三部分 对比分析

DIS实验与传统的实验相比,更便捷,更容易操作。而且对人工操作而产生的误差经过DIS

的操作可以一定量地减小误差。本试验中用直尺和卷尺测弹簧的长度,难免会有误差。DIS的误差来源有系统误差和偶然误差。系统误差有位移传感器本身的误差,弹簧的重力而引起的弹簧原长L0不准和钩码质量不均。偶然误差有位移传感器测量误差,力传感器的测量误差。传统实验的误差来源有系统误差和偶然误差。系统误差有弹簧的重力而引起的弹簧原长L0不准和钩码质量不均。偶然误差有直尺测弹簧长度会有误差。DIS实验可以不用控制钩码数量,用力传感器直观,准确的测出拉力的大小,直接在软件上作图。但如果一直使用DIS试验器也会导致人们在自己动手实验能力方面的下降。传统手工操作的优点是能锻炼人们的观察能力和动手能力。学生实验之前,首先要观察仪器,了解仪器的名称,规范,使用方法和使用条件,还要分清仪器的量程。学生做胡克定律实验过程比较长,需要多次观察,重复测量,这有利于培养学生细致,认真,良好的耐心。如果实验过程出现故障,这有利于培养学生清晰,有序的思维能力和克服困难的勇气。传统胡克定律实验的数据处理过程比较繁琐,可以充分培养学生计算机能力,作图能力和利用数学知识解决物理问题的能力。而如果用DIS实验测量胡克定律使同学能力得不到太大发展。所以我觉得本实验用传统实验做比较好。

心得与改进

胡克定律实验采用弹簧竖直悬挂, 我们可以把弹簧水平放置进行实验。二者细微的变化其实反映的是实验测量内容的问题: 弹簧竖直悬挂测量时, 由于弹簧自身重力的影响, 实际上测的不是弹力与形变量的关系, 而是弹簧弹力变化量与弹簧形变量的变化量之间的关系; 而弹簧水平放置测量测的才是弹簧弹力与形变量的关系。考虑到弹簧如果水平放置在桌面上会有摩擦力存在, 从而影响测量准确性, 因此, 采用竖直面内, 弹簧水平悬空安装, 从而减少不必要的摩擦力影响。使用滑轮使钩码产生的重力竖直向下,这样可以减小弹簧由于重力的影响。滑轮的摩擦影响不可能消除, 只能尽量小, 采用大轮子、小轮轴的塑料滑轮, 可以使摩擦影响减小到可以忽略的范围内。


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