Question

2．在“探究彈力和彈簧伸長的關系并測定彈簧的勁度系數(shù)”的實驗中，實驗裝置如右圖（a）所示．所用的每個鉤碼的重力相當于對水平放置的彈簧提供了水平向右的恒定拉力F．實驗時先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度，再多次改變掛在繩子下端的鉤碼個數(shù)，每次都測出相應的彈簧長度L．

（1）有一個同學根據(jù)測量的6組數(shù)據(jù)正確地描點在坐標圖中，如圖（b）．請在圖（b）中作出F-L圖線．
（2）由此圖線可得出該彈簧的原長L₀=5cm，勁度系數(shù)k=25N/m．
（3）用圖（a）的方法進行實驗與將彈簧豎直懸掛起來進行實驗相比較：
優(yōu)點在于：彈簧自身重力的影響可消去；
缺點在于：彈簧與水平面之間的摩擦力有影響．

Answer 1

分析 實驗中需要測量多組彈力的大小和彈簧的長度，根據(jù)要求設計出表格．作出F-L的關系圖線．當彈簧彈力為零時，彈簧處于原長，結合圖線得出彈簧的原長，根據(jù)圖線的斜率求出勁度系數(shù)的大小．誤差分析

解答 解：（1）描點作圖，F(xiàn)-L如圖所示如圖所示　
（2）當彈力為零時，彈簧的形變量為零，此時彈簧的長度等于彈簧的原長，因為彈簧的長度L=5cm，可知彈簧的原長L₀=5cm．
根據(jù)胡克定律知，k=$\frac{F}{x}$，可知圖線的斜率表示勁度系數(shù)，則k=$\frac{△F}{△x}$=$\frac{2.5}{0.15-0.05}$=25N/m，
（3）彈簧懸掛彈簧自身所受重力對實驗的影響
彈簧水平放置：彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在的摩擦造成實驗的誤差；
故答案為：（1）如圖所示．
 （2）5  25  
 （3）彈簧自身重力的影響可消去    彈簧與水平面之間的摩擦力有影響

點評 本題考查了學生設計的能力和作圖的能力，知道F-L圖線的斜率表示勁度系數(shù)．注意誤差來源