Question

17．如图甲示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系实验．

（1）实验中还需要的测量工具有：毫米刻度尺．
（2）如图乙示，根据实验数据绘图，纵轴是钩码质量m，横轴是弹簧的形变量x．由图可知：图线不通过原点的原因是由于弹簧自身重力；弹簧的劲度系数k=4.9N/m（计算结果保留2位有效数字，重力加速度g取9.8m/s²）；
（3）如图丙示，实验中用两根不同的弹簧a和b，画出弹簧弹力F与弹簧长度L的F-L图象．下列正确的是B
A．a的原长比b的长          B．a的劲度系数比b的大
C．a的劲度系数比b的小      D．弹力与弹簧长度成正比．

Answer 1

分析 根据实验的原理：测量弹簧的弹力和伸长的长度来选择器材．图线的斜率即为弹簧的劲度系数．由胡克定律求出K．弹簧的弹力满足胡克定律，F=kx，在图象中斜率表示弹簧的劲度系数k，横截距表示弹簧的原长

解答 解：（1）实验需要测量弹簧伸长的长度，故需要刻度尺．
（2）图线的物理意义是表明弹簧的弹力大小和弹簧伸长量大小成正比．
由k=$\frac{△F}{△x}$=4.9N/m．
由图可知，当F=0时，x大于零，说明没有挂重物时，弹簧有伸长，是由于弹簧自身的重力造成的．
故图线不过原点的原因是由于弹簧有自重，实验中没有考虑（或忽略了）弹簧的自重．实验中需要测量（记录）的物理量有：弹簧的原长、弹簧所受外力与对应的伸长量（或与弹簧对应的长度）
（3）A、在图象中横截距表示弹簧的原长，故b的原长比a的长，故A错误；
B、在图象中斜率表示弹簧的劲度系数k，故a的劲度系数比b的大，故B正确；
C、同理C错误；
D、弹簧的弹力满足胡克定律，弹力与弹簧的形变量成正比，故D错误；
故选：B．
故答案为：（1）毫米刻度尺    （2）弹簧自身重力； 4.9     （3）B

点评 在应用胡克定律时，要首先转化单位，知道图线的斜率即为弹簧的劲度系数