题目内容

8.在“研究弹簧的形变与外力的关系”的实验中,将弹簧水平放置,测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F.实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的.用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F--x图线如图所示.
(1)由图求出弹簧的劲度系数,即k=100N/m
(2)本题中弹簧的形变量x与外力F关系式F=100x-2N
(3)图线不过原点的原因是:弹簧自身的重力.

分析 分析图象可知伸长量和拉力的关系;由胡克定律可求出弹簧的劲度系数.

解答 解:(1)由图可知,该弹簧受力为零时,伸长是2cm,该弹簧受到的拉力每增加1N,弹簧的伸长增加1cm,
故弹簧的劲度系数为K=$\frac{△F}{△x}$=1N/cm=100N/m;
(2)由图象可设其关系式为:F=100x+b,再从图象任选清晰的点对应的坐标,如(8N,10cm),带入关系式解之:b=-2
所以弹簧的形变量x与外力F关系式F=100x-2  N
(3)该图线不过原点的原因是:弹簧自身有重力,弹簧水平放置其自然长度为L,竖直放置时由于自身的重力必然就会有一定的伸长.
故答案为:(1)100;  (2)100x-2;(3)弹簧自身的重力.

点评 解题关键明确图线的斜率即为弹簧的劲度系数,求解时注意单位的换算;需要注意是要考虑到弹簧自身的重力作用会使弹簧在竖直方向上有一定的伸长.

练习册系列答案
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13.(1)某研究小组的同学为了测量某一电阻RX的阻值,甲同学先用多用电表进行粗测.使用多用电表欧姆挡时,将选择开关置于合适的挡位后,必须先将两表笔短接,再进行欧姆调零,使指针指在欧姆刻度的“0”处.若该同学将选择旋钮在“×1”位置,指针在刻度盘上停留的位置如图甲所示,则所测量的值为18Ω.

(2)为进一步精确测量该电阻,实验台上摆放有以下器材:
A.电流表(量程15mA,内阻未知)  B.电流表(量程0.6A,内阻未知)
C.电阻箱(最大电阻99.99Ω)    D.电阻箱(最大电阻999.9Ω)
E.电源(电动势3V,内阻1Ω)      F.单刀单掷开关2只     G.导线若干
乙同学设计的电路图如图乙所示,现按照如下实验步骤完成实验:
①调节电阻箱,使电阻箱有合适的阻值R1,仅闭合S1,使电流表有较大的偏转且读数为I;
②调节电阻箱,保持开关S1闭合,开关S2闭合,再次调节电阻箱的阻值为R2,使电流表读数仍为I.
a.根据实验步骤和实验器材规格可知,电流表应选择A,电阻箱应选择D.(填器材前字母)
b.根据实验步骤可知,待测电阻Rx=R2-R1(用题目所给测量数据表示).
(3)利用以上实验电路,闭合S2调节电阻箱R,可测量出电流表的内阻RA,丙同学通过调节电阻箱R,读出多组R和I值,作出了$\frac{1}{I}$-R图象如图丙所示.若图象中纵轴截距为1A-1,则电流表内阻RA=2Ω.

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