Question

2．在“探究弹力和弹簧伸长的关系并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如右图（a）所示．所用的每个钩码的重力相当于对水平放置的弹簧提供了水平向右的恒定拉力F．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再多次改变挂在绳子下端的钩码个数，每次都测出相应的弹簧长度L．

（1）有一个同学根据测量的6组数据正确地描点在坐标图中，如图（b）．请在图（b）中作出F-L图线．
（2）由此图线可得出该弹簧的原长L₀=5cm，劲度系数k=25N/m．
（3）用图（a）的方法进行实验与将弹簧竖直悬挂起来进行实验相比较：
优点在于：弹簧自身重力的影响可消去；
缺点在于：弹簧与水平面之间的摩擦力有影响．

Answer 1

分析 实验中需要测量多组弹力的大小和弹簧的长度，根据要求设计出表格．作出F-L的关系图线．当弹簧弹力为零时，弹簧处于原长，结合图线得出弹簧的原长，根据图线的斜率求出劲度系数的大小．误差分析

解答 解：（1）描点作图，F-L如图所示如图所示　
（2）当弹力为零时，弹簧的形变量为零，此时弹簧的长度等于弹簧的原长，因为弹簧的长度L=5cm，可知弹簧的原长L₀=5cm．
根据胡克定律知，k=$\frac{F}{x}$，可知图线的斜率表示劲度系数，则k=$\frac{△F}{△x}$=$\frac{2.5}{0.15-0.05}$=25N/m，
（3）弹簧悬挂弹簧自身所受重力对实验的影响
弹簧水平放置：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差；
故答案为：（1）如图所示．
 （2）5  25  
 （3）弹簧自身重力的影响可消去    弹簧与水平面之间的摩擦力有影响

点评 本题考查了学生设计的能力和作图的能力，知道F-L图线的斜率表示劲度系数．注意误差来源