Question

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，实验装置如图1所示．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）有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标图中（如图2），请作出F-L图象．
（2）由此图象可得出该弹簧的原长L₀=5cm，劲度系数k=0N/m．
（3）试根据以上该同学的实验情况，请你帮助他设计一个记录实验数据的表格（不必填写其实验测得的具体数据）．
（4）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：避免弹簧自身所受重力对实验的影响．
缺点在于：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差．

Answer 1

分析 实验中需要测量多组弹力的大小和弹簧的长度，根据要求设计出表格．作出F-L的关系图线．当弹簧弹力为零时，弹簧处于原长，结合图线得出弹簧的原长，根据图线的斜率求出劲度系数的大小．误差分析．

解答 解：（1）用平滑的曲线将各点连接起来，如图所示：
（2）弹簧的原长L₀即为弹力为零时弹簧的长度，由图象可知，L₀=5×10^-2m=5cm．
劲度系数为图象直线部分的斜率，k=20N/m．
（3）记录数据的表格如下表：

次数	1	2	3	4	5	6
弹力F/N
弹簧的长度L/×10-2m

（4）优点是：避免弹簧自身所受重力对实验的影响；
缺点是：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差．
故答案为：（1）如图；（2）5，20；（3）见解析；（4）避免弹簧自身所受重力对实验的影响；弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差

点评 本题考查了学生设计的能力和作图的能力，知道F-L图线的斜率表示劲度系数．注意掌握分析误差的形成原因．