题目内容
【题目】某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。
(1)如图甲所示,将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都应在________方向(填“水平”或“竖直”)。
(2)弹簧自然悬挂,待弹簧________时,长度记为L0,弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx;在砝码盘中每次增加10 g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6,数据如下表:
代表符号 | L0 | L x | L 1 | L 2 |
数值(cm) | 23.35 | 27.35 | 29.35 | 31.30 |
代表符号 | L 3 | L 4 | L 5 | L 6 |
数值(cm) | 33.4 | 35.35 | 37.40 | 39.30 |
表中有一个数值记录不规范,代表符号为________。由表可知所用刻度尺的分度值为________。
(3)如图乙是该同学根据表中数据所作的图象,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与________的差值(填“L0”或“Lx”)。
(4)由图乙可知弹簧的劲度系数为________N/m;通过表中数据可知砝码盘的质量为________g(结果保留两位有效数字,重力加速度取9.8m/s2)。
(5)该同学在测量时没有考虑弹簧的自重,则弹簧劲度系数的测量值与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
【答案】竖直 静止 L3 1mm Lx 4.9 10 相等
【解析】
(1)[1]安装实验装置时,弹簧轴线和刻度尺都应在竖直方向。
(2)[2][3][4]弹簧自然悬挂,待弹簧静止时,长度记为L0;用刻度尺测量长度时读数应估计到最小分度的下一位,可知L3读数不规范,没有向后估读一位;由表内数据可知所用刻度尺的分度值为1mm。
(3)[5]充分利用测量数据和图象,根据公式
ΔF=Δmg=kΔx
可知横轴是弹簧的长度与Lx的差值。
(4)[6][7]根据胡克定律公式
ΔF=kΔx
有
N/m=4.9N/m
由表格得到,弹簧原长为:L0=25.35 cm,挂砝码盘时:Lx=27.35cm,根据平衡条件有:
得砝码盘质量为:
kg=0.01kg=10g。
(5)[8]开始时,弹簧自然悬挂,待弹簧静止时,记下弹簧长度L0,由于采用图解法,弹簧的自重对实验的结果没有影响,所以劲度系数的测量值与真实值相比是相等的。
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