题目内容
某同学在研究轻质弹簧的长度随拉力变化的关系时,进行了实验,已知每个钩码重为0.5N.
(1)根据表中实验数据,填完表中的空格,并在如图所示坐标格内作出弹簧受到的拉力F随弹簧伸长的长度x变化的关系图象.
(2)此实验中弹簧劲度系数是
(1)根据表中实验数据,填完表中的空格,并在如图所示坐标格内作出弹簧受到的拉力F随弹簧伸长的长度x变化的关系图象.
(2)此实验中弹簧劲度系数是
10
10
N/m.实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
钩码对弹簧的拉力F/N | 0 | 0.5 | 1 | 1.5 | 2.0 |
弹簧的长度L/cm | 25.0 | 30.0 | 35.0 | 40.0 | 45.0 |
弹簧伸长的长度x/cm |
分析:(1)由表格弹力与弹簧长度的对应关系,弹力为零时弹簧处于原长,故可知弹簧原长为25.0cm,由此可得每次试验弹簧伸长量.
(2)由弹力与伸长的图象斜率表示弹簧劲度系数可得结果.
(2)由弹力与伸长的图象斜率表示弹簧劲度系数可得结果.
解答:解:(1)由表格弹力与弹簧长度的对应关系,弹力为零时弹簧处于原长,故可知弹簧原长为25.0cm,由此可得:
第2次试验弹簧伸长量为30.0-25.0=5cm=0.05m
第3次试验弹簧伸长量为35.0-25.0=10cm=0.10m
第4次试验弹簧伸长量为40.0-25.0=15cm=0.15m
第5次试验弹簧伸长量为45.0-25.0=20cm=0.20m
可对应填入表格.
作出弹簧受到的拉力F随弹簧伸长的长度x变化的关系图象如图:
.
(2)F随弹簧伸长的长度x变化的关系图象斜率表示弹簧劲度系数,可得:
k=
=
N/m=10N/m
故答案为:(1)
.
(2)10N/m
第2次试验弹簧伸长量为30.0-25.0=5cm=0.05m
第3次试验弹簧伸长量为35.0-25.0=10cm=0.10m
第4次试验弹簧伸长量为40.0-25.0=15cm=0.15m
第5次试验弹簧伸长量为45.0-25.0=20cm=0.20m
可对应填入表格.
作出弹簧受到的拉力F随弹簧伸长的长度x变化的关系图象如图:
.
(2)F随弹簧伸长的长度x变化的关系图象斜率表示弹簧劲度系数,可得:
k=
F |
x |
2 |
0.2 |
故答案为:(1)
弹簧伸长的长度x/cm | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 |
(2)10N/m
点评:本题重点是由弹力为零找到弹簧的原长,进而可以解决题目,属于基础试验题.
练习册系列答案
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一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系。实验装置如下图甲所示,在离地面高为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子右边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的小刚球接触。将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使小球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。
(1)若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s,则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为 ;
(2)该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据:
弹簧压缩量x/cm |
1.00 |
1.50 |
2.00 |
2.50 |
3.00 |
3.50 |
小球飞行水平距离s/m |
2.01 |
3.00 |
4.01 |
4.96 |
6.01 |
6.97 |
结合(1)问与表中数据,弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式应为 ;
(3)完成实验后,该同学对上述装置进行了如下图乙所示的改变:(I)在木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处,使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O;(II)将木板向右平移适当的距离固定,再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板上得到痕迹P;(III)用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离为y。若已知木板与桌子右边缘的水平距离为L,则(II)步骤中弹簧的压缩量应该为 ;
(4)若该同学在完成图乙实验的过程中,弹簧与桌子右边缘不垂直,用(3)问的方法计算得出的弹簧压缩量比实际 (选填“偏大”、“偏小”或“没有影响”)。