在“探究弹力和弹簧伸长量的关系.并测定弹簧的劲度系数的实验中.某同学实验装置如图1所示．所挂钩码的重力相当于对弹簧提供了向右的恒定拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度.再将5个钩码逐个挂在绳子的下端.每次测出相应的弹簧总长度．(1)该同学通过以上实验测量后把6组数据描点在图2的坐标系图中.请作出F-L图线．(2)由此� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

14．在“探究弹力和弹簧伸长量的关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中，某同学实验装置如图1所示．所挂钩码的重力相当于对弹簧提供了向右的恒定拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度．

（1）该同学通过以上实验测量后把6组数据描点在图2的坐标系图中，请作出F-L图线．
（2）由此图线可得出该弹簧的原长L₀=5 cm，在弹性限度内的劲度系数k=19N/m．
（3）该同学选了A、B两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图3所示图象．从图象上看，该同学没能完全按照实验要求做，从而使图象上端成为曲线，图象上端成为曲线是因为超出弹簧弹性限度．若要制作一个精确程度较高的弹簧测力计，应选弹簧A．

分析（1）以纵轴表示弹簧的弹力，横轴表示弹簧的伸长量，描点作图．让尽量多的点落在直线上或分居直线两侧．
（2）根据F与x成正比关系，写出表达式．表达式中的常数表示弹簧的劲度系数和原长；
（3）弹簧测力计的基本制作原理是，在弹性限度内，弹簧的伸长与拉力成正比．在分析具体数据时，一定要注意弹簧的伸长量与拉力的比值是否始终相等，如果一旦不相等，说明它有可能超过了弹性限度；在施加相同拉力的情况下，伸长越明显的弹簧，测量会越精确，伸长越不明显的弹簧，一般量程会更大，我们可以根据需要来进行选择．

解答解：（1）根据描出的点可得出对应的F-L图象，如图所示；
（2）由图可知，图象与横坐标的交点为弹簧的原长，则原长为5×10^-2m=5cm；
图象的斜率表示劲度系数，则可知k=$\frac{1.6-0}{13.5×1{0}^{-2}-5×1{0}^{-2}}$=19N/m；
（3）向上弯曲的原因是弹力过大，超过弹簧弹性限度，注意该图象中纵坐标为伸长量，横坐标为拉力，斜率的倒数为劲度系数，
从图象上可以看出甲的斜率大于乙的斜率，所以甲的劲度系数较小，因此其精度高．所以应选弹簧A．
故答案为：（1）如图所示；（2）5；19；（3）超出弹簧弹性限度 A

点评解决本题的关键掌握弹力与弹簧伸长关系的实验步骤，会描点作图，掌握作图的方法．会从图象中分析数据．

练习册系列答案