题目内容
利用研究弹力和弹簧伸长关系的实验,测定弹簧的劲度系数.用一测力计水平拉一端固定的弹簧,测出的几组弹力F与弹簧长度L对应的数据如表格所示:F/N | 1.10 | 1.50 | 2.00 | 2.80 | 3.40 | 4.00 |
L/cm | 22.00 | 22.35 | 22.60 | 23.20 | 23.60 | 24.00 |
(2)F-L图线与L轴的交点表示 ,其值为 m;
(3)弹簧的劲度系数为 N/m.
(2)写出两坐标表物理量的函数关系方程,根据横轴截距的物理意义可正确求解
(3)图象的斜率大小等于劲度系数的大小,据此可正确解答.
解答:解:(1)利用描点法得出图象如下所示:
(2)根据胡克定律得:F=k(l-l),可知F-L图线与L轴的交点表,即横轴截距表示弹簧原长的大小,故由图象可求出.
故答案为:弹簧原长,21.2×10-2.
(3)根据胡克定律得:F=k(l-l),可知F-L图线的斜率大小等于弹簧的劲度系数大小,故由图解得:k=143N/m.
故答案为:143.
点评:本题考查了数学知识和胡克定律的相结合,是一道考查应用数学知识解答物理问题的好题.
某同学想研究弹簧的弹性势能Ep和弹簧形变量x间的函数关系。设想用水平力缓慢地将弹簧从原长拉伸x,该过程拉力做的功W等于弹性势能的增加,即Ep。根据本实验所得,弹力F和弹簧伸长x的关系为F=kx。拉力的平均值为kx,所以W=kx2。他猜想弹性势能的表达式应该就是Ep=kx2。他找到一根弹簧、一个木板、一个重G=5.0N的长方体形金属块,设计了一个实验,利用一把毫米刻度尺来验证这个结论。步骤是:
(1)将金属块悬挂在该弹簧下方,静止时测得弹簧的伸长量为1.00cm,由此得出该弹簧在受到单位作用力时的伸长量,即F=kx式中的比例系数k为________N/m;
(2)将金属块放在长木板上,调节长木板的倾角,当金属块刚好能匀速下滑时测出斜面的高度为10.00cm,底边长为40.00cm,由此测得金属块和长木板间的动摩擦因数μ=______。
(3)如图将木板固定在地面上,金属块放置于木板上。弹簧一端固定在竖直墙上,另一端与金属块接触,用手向左压金属块使弹簧压缩一定长度后由静止释放,滑块脱离弹簧后,又沿长木板滑行一段距离而停下。测出每次弹簧的压缩量x和金属块脱离弹簧后在长木板上滑行的距离s,将对应的数据填写在下面的表格中。
X/cm | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 3.00 | 3.50 | 4.00 |
S/cm | 3.00 | 6.02 | 10.05 | 14.96 | 20.97 | 28.05 |
为验证结果是否符合猜想Ep=kx2,则应该根据以上数据作出得图像为( )
A:图像 B:图像
C:图像 D:图像
在右图的坐标系中作出你所选择的的图像,请注明横纵标所代表的物理量及单位,并注明你所选的标度,由图可得到Ep和x2间的关系式为 则该同学的猜想是 (填“正确”或者“错误”)的。
某同学想研究弹簧的弹性势能Ep和弹簧形变量x间的函数关系。设想用水平力缓慢地将弹簧从原长拉伸x,该过程拉力做的功W等于弹性势能的增加,即Ep。根据本实验所得,弹力F和弹簧伸长x的关系为F=kx。拉力的平均值为kx,所以W=kx2。他猜想弹性势能的表达式应该就是Ep=kx2。他找到一根弹簧、一个木板、一个重G=5.0N的长方体形金属块,设计了一个实验,利用一把毫米刻度尺来验证这个结论。步骤是:
(1)将金属块悬挂在该弹簧下方,静止时测得弹簧的伸长量为1.00cm,由此得出该弹簧在受到单位作用力时的伸长量,即F=kx式中的比例系数k为________N/m;
(2)将金属块放在长木板上,调节长木板的倾角,当金属块刚好能匀速下滑时测出斜面的高度为10.00cm,底边长为40.00cm,由此测得金属块和长木板间的动摩擦因数μ=______。
(3)如图将木板固定在地面上,金属块放置于木板上。弹簧一端固定在竖直墙上,另一端与金属块接触,用手向左压金属块使弹簧压缩一定长度后由静止释放,滑块脱离弹簧后,又沿长木板滑行一段距离而停下。测出每次弹簧的压缩量x和金属块脱离弹簧后在长木板上滑行的距离s,将对应的数据填写在下面的表格中。
X/cm | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 3.00 | 3.50 | 4.00 |
S/cm | 3.00 | 6.02 | 10.05 | 14.96 | 20.97 | 28.05 |
为验证结果是否符合猜想Ep=kx2,则应该根据以上数据作出得图像为( )
A:图像 B:图像
C:图像 D:图像
在右图的坐标系中作出你所选择的的图像,请注明横纵标所代表的物理量及单位,并注明你所选的标度,由图可得到Ep和x2间的关系式为 则该同学的猜想是 (填“正确”或者“错误”)的。