Question

12．在“探究弹力和弹簧伸长的关系，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2中，通过作出F-L图线，可得出该弹簧的原长L₀=5cm，劲度系数k=20 N/m．
（2）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）描点作图，F-L如图所示如图所示　
当弹力为零时，弹簧的形变量为零，此时弹簧的长度等于弹簧的原长，因为弹簧的长度L=5cm，可知弹簧的原长L₀=5cm．
根据胡克定律知，k=$\frac{F}{x}$，可知图线的斜率表示劲度系数，则k=$\frac{△F}{△x}$=$\frac{1.6}{0.8}$=20N/m，
（2）弹簧悬挂放置时弹簧自身所受重力对实验产生影响
弹簧水平放置：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）如图所示．
（2）5　20
（3）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．