胡克定律實驗

胡克定律實驗說明

實驗目的：

– 研究彈簧受力與長度增加之間的關係
– 確定彈簧常數

工具和材料： 彈簧、50克負載（4個）、三腳架、尺子

基本理論：

胡克定律 胡克定律指出，作用在彈簧上的力的大小與彈簧長度的增加量成正比。作用在彈簧上的力越大，彈簧長度的增加量就越大。力的大小與彈簧長度增加量的比值是一個常數。胡克定律適用於力不超過彈簧彈性極限的情況。胡克定律由羅伯特·胡克（1635-1703）提出。

從數學角度來看，胡克定律可以用以下公式表示：k = F / Δl。其中：k = 彈簧常數，F = 力，Δl = 彈簧長度的增加量。

力的國際單位是牛頓，長度的國際單位是米，因此彈簧常數的國際單位是牛頓/米（N/m）。

實驗步驟：

1. 如圖所示組裝三腳架。

2. 將彈簧懸掛在支架上，然後在彈簧的底端繫上 50 克的重物。測量彈簧的長度，記為彈簧長度 1 (l)。_o).

l₁ = ………公分。

3. 再次懸掛 50 克重物，然後測量彈簧的長度，作為彈簧 2 的長度（l）。₂).

w = 0,5 牛頓

Δl = l₂ - l₁ =…………厘米

k = w / Δl =………… N/cm

3. 再次懸掛 50 克重物，然後測量彈簧的長度，作為彈簧 3 的長度（l）。₃).

w = 0,5 + 0,5 = 1 牛頓

Δl = l₃ - l₁ = …………厘米

k = w / Δl =………… N/cm

4. 再次懸掛 50 克重物，然後測量彈簧的長度，作為彈簧 4 的長度（l）。₄).

w = 0,5 + 0,5 + 0,5 = 1,5 牛頓

Δl = l₄ - l₁ = …………厘米

k = w / Δl =………… N/cm

數據與數據分析：

根據前一次實驗的結果，我們得到了三個彈簧常數。計算平均彈簧常數：

k = (k + k + k) : 3 = …………… 牛頓/厘米

繪製重力（w）與彈簧長度增加量（Δl）之間的關係圖。

討論 ：

力與彈簧長度增加量之間有什麼關係？如果力道增大，彈簧長度的增加量會增加、保持不變還是會減少？

彈簧的勁度係數相同嗎？如果不同，為什麼？

– 實驗所得的平均彈簧常數是多少？

結論 ：

陳述你的結論。