Question

2．探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，选用的螺旋弹簧如图1所示．

（1）将弹簧的上端O点固定悬吊在铁架台上，旁边置一刻度尺，刻度尺的零刻度线跟O点对齐，在弹簧的下端A处做一标记（如固定一个指针）．在弹簧下端的挂钩上挂上钩码（每个钩码的质量都是50g），指针在刻度尺上指示的刻度为x，逐个增加所挂钩码的个数，刻度x随挂钩上的钩码的重量F而变化，几次实验测得相应的F、x各点已描绘在坐标图中．由图象得出弹簧的劲度系数k_A=39.2N/m．（结果取三位有效数字）；此弹簧的弹力大小F跟弹簧长度L的关系是39.2（L-0.2）（所有符号均用国际单位）．
（2）如果将指针固定在A点下方的P处，再作出x随F变化的图象，得出弹簧的劲度系数k_P等于k_A（填大于、小于、等于）
（3）如果将指针固定在A点上方的Q处，再作出x随F变化的图象，得出弹簧的劲度系数k_Q大于k_A（填大于、小于、等于）

Answer 1

分析 （1）根据坐标系内描出的点作出图象，然后根据图象图象求出弹簧的劲度系数．由胡克定律求出表达式．
（2）（3）胡克定律求出劲度系数判断大小．

解答 解：（1）根据坐标系内描出的点作出图象如图所示：

由于图示图象可知，F=0N时，x=20cm，则弹簧原长为20cm；
由图示图象可知，弹簧的劲度系数：k═$\frac{△F}{△x}$=$\frac{0.30-0.20}{8×0.49}$≈39.2N/m．
由胡克定律可知，弹力大小F_弹跟弹簧伸长△x的关系式是：F_弹=k△x=39.2（L-0.2）
（2）由胡克定律，弹簧的劲度系数：k═$\frac{△F}{△x}$，由于指针在下方，故对应的形变量一样，劲度系数不变，故k_P等于k_A
（3）如果将指针固定在A点的上方Q处，显然测得的弹簧形变量变小了，故得出的弹簧劲度系数将变大，大于k_A．
故答案为：（1）39.2   39.2（L-0.2）（2）等于   （3）大于

点评 本题考查了作图象、求弹簧的原长、劲度系数、求力与形变量的关系式等问题，要掌握描点法作图的方法，根据图象、由于胡克定律即可正确解题