Question

15．某同學在探究彈簧彈力與彈簧伸長的關系時設計了兩個實驗方案，實驗裝置如圖中甲、乙所示，鉤碼質量已知．

（1）甲、乙圖中均需添加同一種實驗器材，其名稱為刻度尺；
（2）圖丙是實驗中得到的彈簧所受的彈力F與彈簧伸長量x的F-x關系圖線，可知該同學使用的是甲裝置圖（選填“甲”或“乙”）
（3）由丙圖可求出彈簧的勁度系數(shù)為100N/m，圖線不過原點的原因是彈簧有自重；
（4）該同學設計實驗時把彈簧水平放置（乙圖），與彈簧豎直懸掛（甲圖）相比較：
彈簧水平放置的優(yōu)點是避免彈簧自身所受重力對實驗的影響．
彈簧水平放置的缺點是彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在摩擦造成實驗的誤差．

Answer 1

分析 根據(jù)圖線中F=0時，x不為零，確定圖線是哪一個裝置得出，分析出圖線不過原點的原因，根據(jù)圖線的斜率求出彈簧的勁度系數(shù)．

解答 解：（1）探究彈簧彈力與彈簧伸長的關系，需要測量彈簧的長度，則甲乙圖均需要刻度尺．
（2）圖丙是實驗中得到的彈簧所受的彈力F與彈簧伸長量x的F-x關系圖線，發(fā)現(xiàn)F=0時，x不等于零，可知彈簧豎直放置，由于彈簧有自重，使得初始狀態(tài)形變量不為零．故選甲．
（3）彈簧的勁度系數(shù)k=$\frac{△F}{△x}=\frac{3.5-0}{（4-0.5）×1{0}^{-2}}=100N/m$，圖線不過原點的原因是彈簧有自重．
（4）優(yōu)點是：避免彈簧自身所受重力對實驗的影響；
缺點是：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）刻度尺，（2）甲，（3）100，彈簧有自重，（4）避免彈簧自身所受的重力對實驗的影響，彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在摩擦造成實驗的誤差．

點評 解決本題的關鍵知道兩種方案的區(qū)別，知道它們的優(yōu)缺點，知道F-x圖線的斜率表示勁度系數(shù)，難度不大．