题目内容

几个同学合作如图甲所示装置探究“弹力和弹簧伸长的关系”,弹簧的上端与标尺的零刻度对齐,他先读出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,然后在弹簧下端挂上钩码,并逐个增加钩码,依次读出指针所指的标尺刻度,所得数据列表如下:(弹簧始终未超过弹性限度,重力加速度g=9.8/s2

钩码质量m/g 0 30 60 90 120 150
标尺刻x/10-2m 6.00 7.15 8.34 9.48 10.64 11.79
(1)根据所测数据,在图乙所示的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x与钩码质量m的关系曲线.
(2)作出的图线与轴交点的纵坐标值的物理意义是
弹簧的自然长度(原长)为6cm
弹簧的自然长度(原长)为6cm
;这种规格弹簧的劲度系数k=
25.9
25.9
N/m(保留三位有效数字).
分析:根据描点法绘出图象;
根据胡克定律,弹簧的伸长量与拉力成正比,即F=k△x,故F=k(x-x0),结合图象求解劲度系数即可.
解答:解:(1)根据描点法绘出图象如图:

(2)根据胡克定律,弹簧的伸长量与拉力成正比,即F=k△x,故F=k(x-x0),即F-x图象的斜率表示劲度系数,截距表示弹簧的自然长度6cm,k=
1.5-0
(11.79-6)×10-2
=25.9N/m
故答案为:(1)如图;(2)弹簧的自然长度(原长)为6cm;25.9.
点评:本题关键根据胡克定律得到弹簧弹力和长度的关系公式,分析得到图象的物理意义,最后结合图象求解劲度系数.
练习册系列答案
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I.几个同学合作用如图甲所示装置探究“弹力和弹簧伸长的关系”,弹簧的上端与标尺的零刻度线对齐,他们先读出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,然后在弹簧下端挂上砝码,并逐个增加砝码,依次读出指针所指的标尺刻度,所得数据列表如下:(弹簧弹力始终未超过弹性限度,重力加速度g=9.8m/s2
钩码质量m/g 0 30 60 90 120 150
标尺刻度x/10-2m 6.00 7.15 8.34 9.48 10.64 11.79
(1)根据所测数据,在图乙所示的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线.
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(2)作出的图线与纵轴交点的坐标值的物理意义是
 

这种规格弹簧的劲度系数k=
 
N/m.
Ⅱ.某同学准备用500μA的电流表改装成一块量程为3.0V的电压表.他为了能够更精确地测量电流表的内电阻,设计了如图甲所示的实验电路,图中各元件及仪表的参数如下:
A.电流表G1(量程1.0mA.内电阻约100Ω)
B.电流表G2(量程500 μA,内电阻约200Ω)
C.电池组E(电动势为3.0V,内电阻未知)
D.滑线变阻器R0(0~25Ω)
E.四旋钮电阻箱R1(总阻值9 999Ω)
F.保护电阻R2(阻值约100Ω)
G.开关S1,单刀双掷开关S2
(1)根据电路图所示,请将图乙中的器材接成实验电路图.
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(2)实验中该同学先合上开关S1,再将开关s2与a相连,调节滑动变阻器R0,当电流表G2有某一合理的示数时,记下电流表G1的示数为I;然后将开关S2与b相连,保持R0不变,调节
 
,使电流表G1的示数仍为I时.读取电阻箱的读数为R.
(3)由上述测量过程可知,电流表G2内电阻的测量值rg=
 

(4)若该同学通过测量得到电流表G2的内电阻值为180Ω,他必须将一个
 
kΩ的电阻与电流表G2串联,才能改装为一块量程为3.0V的电压表.

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