题目内容

某同学在做“探究弹簧的弹力与伸长的关系”实验中,设计了如图1所示的实验装置.通过在悬挂的弹簧下面加挂钩码,逐渐使弹簧伸长,得到的数据记录在以下的表格中.

A.请你根据数据在图2的坐标中画出F-x图线;
B.由图线得出弹簧的劲度系数k=
43
43
N/m.(取两位有效数字)
钩码个数     1     2     3     4     5     6
弹簧弹力F(N) 0.50   1.00   1.50   2.00   2.50   3.00
弹簧伸长x(cm)    1.20   2.40   3.60    4.76    6.10    7.10
分析:根据表格中的弹簧与弹簧形变量,作出F-x的关系,得出弹力与形变量的关系,通过图线的斜率求出弹簧的劲度系数.
解答:解:(1)弹力与伸长量的关系图线如图所示,

知道弹簧的弹力与伸长量成正比.
(2)图线的斜率表示劲度系数,则k=
3
0.07
≈43N/m.
故答案为:(1)弹簧的弹力与伸长成正比
(2)43.
点评:解决本题的关键掌握描点作图的方法,以及知道图线的斜率表示劲度系数.注意有效数字的保留.
练习册系列答案
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(Ⅰ)(6分)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=10m/s2
砝码质量(g) 0 30 60 90 120 150
弹簧总长(cm) 6.00 7.15 8.34 9.48 10.64 11.79
弹力大小(N) 0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5

①试根据这些实验数据在右图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该弹簧的劲度系数k=
25N/m
25N/m

(Ⅱ)(1)现要验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律.给定的器材如下:一倾角可以调节的长斜面(如图所示)、小车、计时器一个、米尺.请填入适当的公式或文字,完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响):
①让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑至斜面底端A2,记下所用的时间t.
②用米尺测量A1与A2之间的距离x,则小车的加速度a=
2x
t2
2x
t2

③用米尺测量A1相对于A2的高度h.设小车所受重力为mg,则小车所受合外力F=
mg
h
x
mg
h
x

④改变
斜面倾角(或h的数值)
斜面倾角(或h的数值)
,重复上述测量.
⑤以h为横坐标,1/t2为纵坐标,根据实验数据作图.如能得到一条过原点的直线,则可以验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律.
(2)在“验证牛顿运动定律”的实验中,实验装置如图甲所示,有一位同学通过实验测量作出了图乙中的A图线.试分析:

①A图线不通过坐标原点的原因是
没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够

②A图线上部弯曲的原因是
未满足钩码质量远小于小车质量
未满足钩码质量远小于小车质量

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