题目内容

某同学在研究性学习中,利用所学的知识解决了如下问题:一轻弹簧竖直悬挂于某一深度为h=25.0 cm,且开口向下的小筒中(没有外力作用时弹簧的下部分位于筒内),如图上甲所示,如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端弹簧的长度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l而测出对应的弹力F,作出F-l变化的图线如上图乙所示,则弹簧的劲度系数为______N/m,弹簧的原长l0=______m.

100   0.15

解析试题分析:据题意,弹簧被拉伸的量中有一部分还处于筒内,设这部分形变量为d,由胡克定律可知,当l1=0.1m,弹力F1=20N时有:F1=k(d+l1);同理当l2=0.2m,弹力大小为F2=30N时有:F2=k(d+l2),代入数据求得k=100N/m,d=0.1m,由于筒的深度为h=0.25m,所以弹簧的原长为l0=h-d=0.15m。
考点:本题考查胡克定律和对图像的分析能力。

练习册系列答案
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(1)在“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。

①图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是____________________
②本实验采用的科学方法是(  )
A.理想实验法
B.等效替代法
C.控制变量法
D.建立物理模型法
(2)在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示,并在其上取A、 B、 C、 D、 E、F、G等7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点,图中没有画出,打点计时器接周期为T="0.02" s的交流电源.他经过测量并计算得到打点计时器在打B、 C、 D、 E、F各点时物体的瞬时速度如下表:

①计算的公式为=         
②根据(1)中得到的数据,以A点对应的时刻为t=0,作出v-t图象,并求物体的加速度
a=    m/s2 ;
(3)某同学设计了如图甲所示的装置来探究加速度与力的关系。打点计时器固定在一端带有定滑轮的长木板上,细绳的两端分别与带有纸带小车和矿泉水瓶连接。

①该小组在实验操作中,在保持小车的质量不变的情况下,向矿泉水瓶中逐渐加水,研究小车加速度与小车受力的关系。这种实验研究方法叫做             
②利用多次测量的数据,画出了如图丙所示的a-F关系图线。

分析发现图线在水平轴上有明显的截距 (OA不为零),这是因为:_     ___                _____。

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