题目内容
1.某同学利用如图所示装置探究弹簧的弹力和弹簧的伸长量的关系.将一轻弹簧一端固定于某一深度为h=0.25m、且开口向右的小筒中(没有外力作用时弹簧位于筒内),如图甲所示,如果本实验的长度测量工具只能测量出距筒口右端弹簧的长度数l,现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数,该同学通过改变挂钩码的个数来改变l,作出F-l变化的图线如图乙所示.①由此图线可得出的结论是弹力和弹簧的伸长量成正比;
②弹簧的劲度系数为100N/m,弹簧的原长l0=0.15m;
③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:弹簧与筒及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差.
分析 根据胡克定律写出F与l的关系式,然后结合数学知识求解即可.
本题中l为距筒口右端弹簧的长度,还有一部分弹簧在深度为h=0.25m小筒中.
解答 解:(1)根据图象可知,图象为一次函数关系;故在弹性限度内,弹力和弹簧的伸长量成正比.
(2)弹簧原长为l0,
则根据胡克定律有:F=k(h+l-l0)=kl+k(h-l0)…①
由此可知,图象的斜率大小表示劲度系数大小,故k=$\frac{30-20}{0.2-0.1}$N/m=100N/m,
h=0.25m,当l=0时,F=10N,将数据代入方程①可解得:l0=0.15m.
(3)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:弹簧与筒及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差.
故答案为:(1)在弹性限度内,弹力和弹簧的伸长量成正比.
(2)100,0.15
(3)在于避免弹簧自身所受重力对实验的影响,弹簧与筒及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差.
点评 本题考查探究弹力和弹簧伸长量的关系的实验,要注意找到各个物理量之间的关系,然后根据胡克定律列方程,是解答本题的突破口,这要求学生有较强的数学推导能力.
练习册系列答案
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