Question

某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧一端固定于某一深度为h=0.25m、且开口向右的小筒中（没有外力作用时弹簧的下部分位于筒内），如图甲所示，如果本实验的长度测量工具只能测量出距筒口右端弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l₀和弹簧的劲度系数，该同学通过改变挂钩码的个数来改变l，作出F—l变化的图线如图乙所示。

小题1:由此图线可得出的结论是                   ；
小题2:弹簧的劲度系数为      N/m，弹簧的原长l₀=       m；
小题3:该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较，
优点在于：                             ；
缺点在于：                                              。

Answer 1

小题1:在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比。
小题2:100   0.15
小题3:避免弹簧自身所受重力对实验的影响。
弹簧与筒及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差。

设弹簧原长为L₀，由图可知，弹簧伸长量可表示为h+l-l₀，由胡克定律可得F=k(h+l-l₀),
F—l图线斜率表示弹簧的劲度系数，k=100N/m。F—l图线在纵轴截距表示l=0时F=10N，代入F=k(h+l-L₀),解得弹簧的原长l₀=0.15m。