第36卷第1期大学物理实验Vol．36No．12023年2月PHYSICALEXPEＲIMENTOFCOLLEGEFeb．2023收稿日期:2022-10-27基金项目:博士科研启动项目(7001/700199);理论力学课程思政融入探索与实践项目(7003/70030029);教育部理论力学教学研究项目(JZW-21-LL-02)*通讯联系人文章编号:1007-2934(2023)01-0041-04基于焦利氏秤测量弹簧劲度系数范凤国*，张蓥蓥，廖慧玉，杨丹丰，鲍正彦，冯明慧，李彦敏(商丘师范学院电子电气工程学院，河南商丘476000)摘要:实验基于改进后的新型焦利氏秤，利用光杠杆原理设计了运用胡克定律测量劲度系数的装置。该装置通过记录激光发生器发出光线反射在圆弧挡光板上移动的初末位置的距离，得出杠杆转动的角度，计算出测量弹簧的伸缩长度。克服了弹簧自重影响，减少了测量误差，使实验现象更加直观，增强了实验测量精确性。关键词:胡克定律;杠杆原理;弹簧劲度系数;焦利氏秤中图分类号:O4-34文献标志码:ADOI:10．14139/j．cnki．cn22-1228．2023．01．009《大学物理实验》投稿网址:http://dawushiyan．jlict．edu．cn弹簧是利用自身的形变来产生力或储存能量的机械零件，常用于缓冲减震、吸振和控制机械运动，或作为测力元件［1-3］。弹簧在弹性限度内形变时满足弹力和拉伸距离成正比，即符合力学弹性理论中的胡克定律。近年来，人们基于胡克定律对弹簧劲度系数实验进行了实验方案的创新与改进［4］，讨论了影响劲度系数的原因等，并进行了深入的研究［5-8］，其成果多集中在对弹簧改造，以及设备创新上。实验方法存在实验结果精度不够准确、装置直观性有待提高、演示效果一般等共性问题。当弹簧竖直悬挂测量时，弹簧自重带来的测量误差难以消除，影响劲度系数测量准确性;胡克定律实验另外一个重难点在于精确测量出弹簧的原长和形变后的长度;因此如何精确测量弹簧发生形变时的形变量，消除自重减少测量误差对研究胡克定律实验具有重要意义。实验在改进后的新型焦利氏秤基础上，利用光杠杆原理设计了运用胡克定律测量劲度系数的装置。该装置首先利用滑轮向上竖直拉弹簧的方式消除弹簧重力对实验的影响;其次利用杠杆上反射镜反射激光发生器发出的光线到圆弧挡光板上，记录光线移动位置的变化，得出杠杆转动的角度，计算出测量弹簧的伸缩长度，减少了测量误差，进而准确测出弹簧的劲度系数。该实验装置验证了形变和外力的线性关系，为精确测量弹簧劲度系数的方法提供了新思路。1实验设计与原理1．1实验设计弹簧的劲度系数与弹簧的材料性...
