Question

20．某同學和你一起探究彈力和彈簧伸長的關系，并測彈簧的勁度系數k．做法是先將待測彈簧的一端固定在鐵架臺上，然后將最小刻度是毫米的刻度尺豎直放在彈簧一側，并使彈簧另一端的指針恰好落在刻度尺上．當彈簧自然下垂時，指針指示的刻度數值記作L₀，彈簧下端掛一個50g的砝碼時，指針指示的刻度數值記作L₁；彈簧下端掛兩個50g的砝碼時，指針指示的刻度數值記作L₂；…；掛七個50g的砝碼時，指針指示的刻度數值記作L₇．
①下表記錄的是該同學已測出的6個值，其中有兩個數值在記錄時有誤，它們的代表符號分別是L₅和L₆．
測量記錄表：

代表符號	L0	L1	L2	L3	L4	L5	L6	L7
刻度數值/cm	1.70	3.40	5.10		8.60	10.3	12.1

②實驗中，L₃和L₇兩個值還沒有測定，請你根據如圖將這兩個測量值填入記錄表中．
③為充分利用測量數據，該同學將所測得的數值按如下方法逐一求差，分別計算出了三個差值：d₁=L₄-L₀=6.90cm   d₂=L₅-L₁=6.90cm  d₃=L₆-L₂=7.00cm．
請你給出第四個差值d₄=L₇-L₃=7.20cm．
④根據以上差值，可以求出每增加50g砝碼的彈簧平均伸長量△L．△L用d₁、d₂、d₃、d₄表示的式子為：△L=$\frac{iy6ecco_{1}+40e0uwe_{2}+eqoie2a_{3}+mg0uqcq_{4}}{4×4}$，代入數據解得△L=1.74cm．
⑤計算彈簧的勁度系數k=28N/m．（g取9.8m/s²）

Answer 1

分析 1、用毫米刻度尺測量長度是要估讀到分度值的下一位，即要有估讀的．
2、根據指針指示的刻度讀出L₃和L₇的值．
3、按照d₁、d₂、d₃的表達式的規(guī)律表示出d₄．
4、d₁、d₂、d₃、d₄中每個數據中含有4個△L．
3、充分利用測量數據，根據公式△F=k△x可以計算出彈簧的勁度系數k．其中△x為彈簧的形變量．

解答 解：（1）刻度尺的最小分度值為1mm，讀數時估讀一位，記錄數據要記錄到0.1mm，所以長度L₅應為10.30cm，L₆為12.10cm．故錯誤的是L₅，L₆；
（2）根據圖所示讀出指針指示的刻度數值：L₃=6.85cm，L₇=14.05cm；
（3）根據題意：d₄=L₇-L₃=14.05cm-6.85cm=7.20cm．
（4）d₁、d₂、d₃、d₄中每個數據中含有4個△L，故△L=$\frac{cy0gkcm_{1}+2yeges2_{2}+cs6uau6_{3}+ymgmk2u_{4}}{4×4}$，
代入數據得：△L=1.74cm；
（5）充分利用測量數據，d₁=6.90cm=0.0690m   d₂=0.0690m  d₃=7.00cm=0.0700m   d₄=7.20cm=0.0720m
k=$\frac{4△F\\;}{si4acgq_{1}+qui82qk_{2}+4mua2o2_{3}+gice42s_{4}}$=$\frac{4×4×9.8×0.05}{0.0690+0.0690+0.0700+0.0720}$=28N/m．
故答案為：（1）L₅；L₆；（2）6.85，14.05（3）L₇-L₃；7.20；（4）$\frac{emik0kk_{1}+8gwiguw_{2}+eumi66q_{3}+e6kk6iu_{4}}{4×4}$；1.74；
（5）28

點評 彈簧測力計的原理是在彈簧的彈性限度內，彈簧的伸長與受到的拉力成正比．
對于實驗問題，我們要充分利用測量數據求解可以減少誤差．