二、根据不同因素设计实验
1.弹簧的宽度
? 实验步骤：
? （1）对所有弹簧 进行编号
二、根据不同因素设计实验
1.弹簧的宽度
? 实验步骤：
? （2）用游标卡尺对弹 簧外径及长度进行测 量，选测出3号和6号 两个80匝，长为 4.68cm ，宽分别为 1.34cm、 1.56cm的 弹簧
二、根据不同因素设计实验
影响因素的决定， 激烈讨论中。。。。。。
一、开脑洞的猜想
? 因此，经过激烈地讨论，我们
确定了以下四个因素： 弹簧的 宽度、弹簧的锈蚀程度、弹 簧的长度、温度。
二、根据不同因素设计实验
实验设计中。。。。。。
二、根据不同因素设计实验
1.弹簧的宽度
? 定义：此处将弹簧的宽度定义为弹簧的外 径长
? 实验材料：游标卡尺、两个其他条件相同 宽度不同的弹簧、槽码、铁架台、刻度尺
10号 9.70 15.82 12.60 16.35 15.30 16.91
二、根据不同因素设计实验
3.弹簧的长度
? 实验分析： 匝间距与劲度系数成正相关 (未探得定量
关系，因为系统误差太大，实验精度不够，建 议利用DIS实验仪器探究 )
二、根据不同因素设计实验
3.弹簧的长度
（2）铁丝粗细相同，匝间距相同，匝数相同 ? 选取9号弹簧进行实验并记录数据
弹簧/参数 匝数(匝) 原长(cm) 匝间距(cm)
9号(1)
64
15.60
0.24
9号(2)
48
11.20
0.23
二、根据不同因素设计实验
3.弹簧的长度
弹簧/ 参数
第一组(悬挂重 第二组(悬挂重 第三组(悬挂重
物50g)
物100g)
物150g)
长度 (cm)
所得劲 度系数 (N/m)
长度 (cm)
所得劲 度系数 (N/m)
长度 (cm)
所得劲 度系数 (N/m)
9号(1) 17.90 21.33 20.30 20.87 22.60 21.02
9号(2) 12.30 44.59 14.80 27.25 16.70 26.75
二、根据不同因素设计实验
3.弹簧的长度
? 实验分析： 匝数与劲度系数的负一次方成正比。这
1.弹簧的宽度
? 实验步骤：
? （3）分别将 50、100g的钩 码挂在两个弹 簧上，测出其 伸长量。
二、根据不同因素设计实验
1.弹簧的宽度
? 实验步骤：
? （4）结合测 得数据分别对 两个弹簧的劲 度系数进行计 算
二、根据不同因素设计实验
1.弹簧的宽度
? 测得数据：
1.弹簧 宽度
编号
50g
100g K(50g) K(100g)
探究弹簧劲度系数影响因素
流程
引入 猜想 设计
实验 分析 总结
引入
F=kx
k与什么有关呢？
一、开脑洞的猜想
?材料
?锈蚀程度
?匝数
?匝间距
?金属丝半径 ?质量
?长度
?空气的密度
?颜色
?海拔
?......
?......
一、开脑洞的猜想
? 但是，显然有些因素与弹簧劲 度系数并没有什么关系；有些 因素可以归为一类。
响的劲度系数差别并不大，所以我们认为锈蚀 程度对弹簧劲度系数的影响是比较小的，但是 也有影响，锈蚀程度越大，劲度系数越小
二、根据不同因素设计实验
2.弹簧的锈蚀程度
? 实验结论： 直径越大的弹簧劲度系数越小。
二、根据不同因素设计实验
3.弹簧的长度
? 实验材料：游标卡尺、两个其他条件相同 长度不同的弹簧、槽码、铁架台、刻度尺
二、根据不同因素设计实验
3.弹簧的长度
? 实验分析： 铁丝粗细的平方与劲度系数成正比。
二、根据不同因素设计实验
3.温度
? 实验材料： 除常规材料外，还需要酒精灯
? 想法解释： 温度会影响金属的延展性，从而温度会
影响弹簧劲度系数。
二、根据不同因素设计实验
3.弹簧的长度
? 实验数据：
原长/cm 50g 100g 150g
3.弹簧的长度
弹簧/ 参数
第一组(悬挂重 第二组(悬挂重 第三组(悬挂重
物50g)
物70g)
物100g)
长度 (cm)
所得劲 度系数 (N/m)
长度 (cm)
所得劲 度系数 (N/m)
长度 (cm)
所得劲 度系数 (N/m)
Hale Waihona Puke 4号 7.10 21.33 8.80 17.17 10.70 16.63
6号 20.50 3.19 25.80 3.29 38.80 2.89
原长： 6cm
7（不锈 蚀）
8.30cm
10.30cm
12.30cm
21.33N/ m
22.81N/ m
23.36N/ m
匝数： 65
8（锈蚀 ）
7.60cm
10.10cm
12.20cm
28.85N/ m
23.93N/ m
23.73N/ m
二、根据不同因素设计实验
2.弹簧的锈蚀程度
? 实验分析： 经过对数据的分析，我们发现锈蚀程度影
点可用弹簧串联相关知识解释。
二、根据不同因素设计实验
3.弹簧的长度
（3）匝数相同，匝间距相同，原长相同，铁 丝粗细不同
? 选取4号\6号弹簧进行实验并记录数据
弹簧/参 数
匝数(匝) 原长(cm)
匝间距 (cm)
铁丝直径 (mm)
4号
60
4.80
0.08
1.80
6号
60
4.90
0.08
0.68
二、根据不同因素设计实验
? 注意：我们很容易发现，弹簧的长度是由 铁丝粗细、匝数和匝间距共同决定的。因 此，接下来我们将分类讨论。
二、根据不同因素设计实验
3.弹簧的长度
（1）匝数相同，铁丝粗细相同，匝间距不同 ? 选取9号、10号弹簧进行实验并记录数据
弹簧/参数 匝数(匝) 原长(cm) 匝间距(cm)
9号
60
15.10
原长： 4.28cm
匝数： 80匝
3号 D=1.34
cm
6号 D=1.56
cm
18.45cm 32.55cm 3.46N/m 3.47N/m 27.00cm 45.80cm 2.16N/m 2.36N/m
二、根据不同因素设计实验
2.弹簧的锈蚀程度
? 选取7号、8号弹簧
2.锈蚀 程度
编号
50g
100g 150g k(50g) k(100g) k(150g)
0.25
10号
60
6.60
0.11
二、根据不同因素设计实验
3.弹簧的长度
弹簧/ 参数
第一组(悬挂重 第二组(悬挂重 第三组(悬挂重
物50g)
物100g)
物150g)
长度 (cm)
所得劲 度系数 (N/m)
长度 (cm)
所得劲 度系数 (N/m)
长度 (cm)
所得劲 度系数 (N/m)
9号 17.50 20.44 19.80 20.87 21.90 21.64