Question

15．“探究弹力和弹簧伸长量的关系，并测定弹簧的劲度系数”实验的原装置如图1，某同学改用图2所示的装置进行实验，所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力．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）该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较，优点在于：可以避免弹簧自身重力对实验的影响；缺点在于：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦会造成实验误差．
（2）该同学通过以上实验测量后已把6组数据描点在下面的坐标系图3中，请你作出F-L图线．
（3）由此图线可得出该弹簧的原长L₀=5 cm，劲度系数k=20 N/m．

Answer 1

分析 （1））明确水平和竖直的差别即可正确解答
（2）用一条直线连接即可，要注意将尽可能多的点连在线上，不通过直线的点大致均匀地分布与直线两侧，偏差过大的点是测量错误，应该舍去；图线与横轴的连线表示原长，斜率表示劲度系数．

解答 解：（1）弹簧竖直悬挂时，由于重力影响，不挂重物时，弹簧也有一定伸长量，若是水平悬挂，可以克服这一毛病，但是容易造成弹簧与桌面之间的摩擦，因此各有优缺点．
（2）作出F-L图线，如图所示；

弹簧处于原长时，弹力为零，故弹簧的原长L₀=5cm；
图象的函数表达式为：F=k（L-L₀），故斜率表示劲度系数；
劲度系数：
k=$\frac{△F}{△L}$=$\frac{1.8-0}{0.14-0.05}$=20N/m；
故答案为：（1）可以避免弹簧自身重力对实验的影响，弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦会造成实验误差；（2）如图；（3）5　20

点评 本题关键是明确描点作图的方法，同时求解出图象的函数表达式，得到斜率的含义，然后通过图象求解出劲度系数．