实验 3.6
〔目的〕探究弹簧的伸长与弹力间的关系。
〔器材〕螺旋弹簧、刻度尺、钩码、支架。
〔步骤〕
- 把螺旋弹簧的一端固定在支架上,用刻度尺测出弹簧的原长 L0[图
3-9(a)]。
- 在弹簧的另一端挂上一个钩码,用刻度尺测出弹簧的长度 L1[图
3-9(b)],静止时弹簧弹力的大小就等于钩码的重力。
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再添加一个钩码,测出弹簧的长度 L2。
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撤去钩码后,观察弹簧是否恢复到原长。
〔分析〕根据实验记录,弹力的大小与弹簧伸长的比值是个恒量。精确实验表明:在弹性限度内,弹簧的弹力是跟它的形变量即伸长
量或压缩量成正比的。这一规律叫做胡克定律,用公式表示为
F=−kx,
式中 F 为弹簧的弹力,x 为弹簧的形变量,比例常数 k 叫做物体的劲度[系数]。弹簧的劲度决定于弹簧丝的粗细、长度、圈数和材料。式中的“−” 号表示弹力 F 的方向与弹簧伸长或压缩的方向相反。
弹簧测力计就是根据这一原理制成的。
- 压力和拉力
大家都知道,放在地面上的物体对地面有压力;用手拉绳索,手对绳索有一个拉力,像这种压力和拉力究竟是一种什么性质的力呢?