题目内容

18.某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中,设计了如图1所示的实验装置.所用的钩码每只的质量都是30g,他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端,每次都测出相应的弹簧总长度,将数据填在了下面的表中.(弹力始终未超过弹性限度,取g=9.8m/s2
砝码质量(g)0306090120150
弹簧总长(cm)5.006.167.348.489.6410.81
(1)试根据这些实验数据在图2给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长L之间的函数关系图线.
(2)该弹簧的劲度k是24.6N/m

分析 描点拟合直线,对弹力于弹簧长度变化关系的分析.图线跟坐标轴交点,表示弹力为零时弹簧的长度,即为弹簧的原长.由画得的图线为直线可知弹簧的弹力大小与弹簧伸长量成正比.

解答 解:(1)根据实验数据在坐标纸上描出的点,基本上在同一条直线上.可以判定F和L间是一次函数关系.画一条直线,使尽可能多的点落在这条直线上,不在直线上的点均匀地分布在直线两侧,如右图:

(2)根据胡克定律得:
由k=$\frac{△F}{△x}$ 可得k=$\frac{1.6}{6.5×1{0}^{-2}}$=24.6N/m.
故答案为:(1)见图;(2)24.6.

点评 对于该实验要注意:
1、每次增减砝码测量有关长度时,均要保证弹簧及砝码应处于静止状态.
2、测量有关长度时,要注意区分弹簧的原长l0,实际长度l和伸长量x,并明确三者之间的关系.
3、坐标系两轴上单位长度所代表的量值要适中,不要过大或过小.
4、描线时要将尽可能多的点画在直线上,少数的点尽可能平均的分布于直线两侧.

练习册系列答案
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10.某实验小组欲探究光滑斜面上物体下滑的加速度与物体质量及斜面倾角是否有关系.实验室提供如下器材:
A.表面光滑的长直轨道    B.可叠放钩码的物理小车   
C.秒表    D.方木块(用于垫高轨道)
E.质量为m的钩码若干个    F.米尺
该研究小组采用控制变量法进行实验探究,即:
(1)在保持长直轨道的倾角不变时,探究加速度与质量的关系实验时,可通过在小车上叠放钩码来改变物体质量,通过测出轨道长L和小车由轨道顶端滑至底端所用时间t,可求得物体的加速度a=$\frac{2L}{t^2}$.他们通过分析实验数据发现:在误差允许范围内,质量改变之后,物体下滑所用时间可认为不改变.
由此得出结论:光滑斜面上物体下滑的加速度与物体质量无关.
(2)在物体质量不变时,探究加速度与倾角的关系实验时,通过改变方木块垫放位置来调整长直轨道的倾角,由于没有量角器,该小组通过测量出轨道长L和长直轨道顶端到水平面高度h,求出倾角α的正弦值sinα=h/L.表是他们的实验数据.
次数12345
h/m1.001.001.001.001.00
h/m0.100.200.300.400.50
t/s1.441.000.830.510.64
sinα0.100.200.300.400.50
a/m•s-20.972.002.907.694.88
①请将表格补充完整并在方格纸内画出a-sinα图线.
②分析a-sinα图线得出的结论是:光滑斜面上物体下滑的加速度与斜面倾角n的正弦值成正比.
③利用a-sinα图线求出当地的重力加速度g=9.6~9.9m/s2

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