实验:探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系 验证力的平行四边形定则
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1.[2019·湖北省黄冈模拟]某同学在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”时,将轻质弹簧竖直悬挂,弹簧下端挂一个小盘,在小盘中增添砝码,改变弹簧的弹力,通过旁边竖直放置的刻度尺可以读出弹簧末端指针的位置x,实验得到了弹簧指针位置x与小盘中砝码质量m关系的图象如图2所示,取g=10 m/s2.回答下列问题.
(1)某次测量如图1所示,指针指示的刻度值为________cm(刻度尺单位为:cm);
(2)从图2可求得该弹簧的劲度系数为________N/m(结果保留两位有效数字);
(3)另一同学在做该实验时有下列做法,其中错误的是________.
A.实验中未考虑小盘的重力
B.刻度尺零刻度线未与弹簧上端对齐
C.读取指针指示的刻度值时,选择弹簧指针上下运动最快的位置读取
D.在利用x-m图线计算弹簧的劲度系数时舍弃图中曲线部分数据
答案:(1)18.00 (2)24 (3)BC
解析:(1)刻度尺的最小分度为0.1 cm,故读数为18.00 cm;(2)由题图可知,图象的斜率为图象斜率的倒数为弹簧的劲度系数,故k= N/m=24 N/m;(3)本实验中可采用图象进行处理,故小盘的重力可以不考虑,A正确;读数开始时刻度尺的零刻度线应与弹簧上端对齐,才能准确测量,B错误;在读指针的位置时,应让弹簧指针静止之后再读取,C错误;当超出弹性限度时,图线将变成曲线,不再符合胡克定律,故应舍去,D正确.
2.[2019·河南省焦作市博爱一中检测]某同学要探究弹力和弹簧伸长的关系,并测弹簧的劲度系数k.做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上.然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧,并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上,当弹簧自然下垂时,指针指示的刻度值记作l0,弹簧下端每增加一个50 g的砝码时,指针示数分别记作l1、l2、…、l5,g取9.8 m/s2.
(1)下表记录的是该同学测出的5个值,其中l0未记录.
代表符号
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l0
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l1
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l2
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l3
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l4
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l5
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刻度值/cm
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3.40
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5.10
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6.85
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8.60
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10.30
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以砝码的数目n为纵轴,以弹簧的长度l为横轴,根据表格中的数据,在如图所示坐标纸中作出n-l图线;
(2)根据n-l图线,可知弹簧的劲度系数k=__________N/m;(保留两位有效数字)
(3)根据n-l图线,可知弹簧的原长l0=________ cm.
答案:(1)如图所示 (2)28 (3)1.70(1.65~1.75均可)
解析:(1)根据表中数据采用描点法得出对应的图象如上图所示;(2)充分利用测量数据,弹簧弹力与伸长量Δx之间的关系图象的斜率代表弹簧的劲度系数:k==28 N/m;(3)图象与横轴的交点的横坐标为弹簧的原长,故由图可知,原长约为1.70 cm.