题目内容

17.某学生做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验.实验时把弹簧竖直悬挂起来,在下端挂钩码,每增加一只钩码均记下对应的弹簧的长度x,数据记录如表所示.
钩码个数01234567
弹力F/N01.02.03.04.05.06.07.0
弹簧伸长的长度x/cm02.003.986.027.979.9511.8013.50
①根据表中数据在图1中作出F-x图线;

②根据F-x图线可以求得弹簧的劲度系数为50N/m;
③估测弹簧弹力为5N时弹簧的弹性势能0.25J.
④一位同学做此实验时得到如图2所示的F-x图线,说明此同学可能出现了哪种错误?超出了弹簧的弹性限度.

分析 ①根据描点法可得出对应的F-x图象;
②根据胡克定律进行分析,明确图象斜率表示劲度系数;
③根据v-t图象性质迁移应用,根据功的公式W=FL可明确图象与x轴的面积表示弹力所做的功,再根据功能关系可明确弹性势能;
④根据图象分析,同时注意胡克定律的应用条件.

解答 解:①根据描点法可得出对应的F-x图象,如图所示;

②根据胡克定律可知,图象的斜率表示劲度系数,则可知k=$\frac{7}{0.14}$N/m=50N/m
③根据图象的性质以及W=FL可知,图象与横坐标围成的面积表示弹力所做的功,根据功能关系可知,等于弹簧的弹性势能;
故EP=$\frac{1}{2}×5×0.{1}^{2}$J=0.25J;
④由图可知,当力达到某一值时,图象发生了弯曲,说明此时已超出了弹簧的弹性限度;
故答案为:①如图所示;②50;③0.25; ④已超出了弹簧的弹性限度

点评 本题考查弹力与弹簧形变量之间的关系实验;解题的关键在于明确实验原理,根据相应规律得出表达式,能量守恒的应用,然后讨论即可

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