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利用研究彈力和彈簧伸長關系的實驗,測定彈簧的勁度系數.用一測力計水平拉一端固定的彈簧,測出的幾組彈力F與彈簧長度L對應的數據如表格所示:
F/N1.101.502.002.803.404.00
L/cm22.0022.3522.6023.2023.6024.00
(1)在坐標圖中作出此彈簧的F-L圖線;
(2)F-L圖線與L軸的交點表示    ,其值為    m;
(3)彈簧的勁度系數為    N/m.
【答案】分析:(1)根據所提供數據采用描點法可畫出圖象.
(2)寫出兩坐標表物理量的函數關系方程,根據橫軸截距的物理意義可正確求解
(3)圖象的斜率大小等于勁度系數的大小,據此可正確解答.
解答:解:(1)利用描點法得出圖象如下所示:

(2)根據胡克定律得:F=k(l-l),可知F-L圖線與L軸的交點表,即橫軸截距表示彈簧原長的大小,故由圖象可求出
故答案為:彈簧原長,21.2×10-2
(3)根據胡克定律得:F=k(l-l),可知F-L圖線的斜率大小等于彈簧的勁度系數大小,故由圖解得:k=143N/m.
故答案為:143.
點評:本題考查了數學知識和胡克定律的相結合,是一道考查應用數學知識解答物理問題的好題.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(1)在物理實驗中體現了很多的物理研究方法,如理想實驗法、控制變量法、極限思維法、圖象法、類比法、科學假說法、微小量放大法與等效替代法等.請把合適的方法或正確的答案填在相應的空格內.
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①在“利用打點計時器測速度”的實驗中,運用
 
法,可以利用打點計時器打出的紙帶測算出某點的瞬時速度:在“探究互成角度的兩個力的合成”的實驗中,分別用一個力F或兩個互成角度的F1、F2,把一個一端固定的橡皮筋拉伸到同一位置,則F就是F1和F2的合力,實驗原理采用的是
 
法.在“探究平拋運動的規律”的實驗中,如圖1所示,用小錘打擊彈性金屬片,金屬片把A球沿水平方向拋出,同時B球松開,自由下落,A、B兩球同時開始運動,觀察到兩球同時落地.運用
 
法,可以判定平拋運動在豎直方向上的分運動是自由落體運動.
②圖象法是物理實驗中一種重要的研究方法.在研究加速度與外力(質量m一定)的關系、驗證機械能守恒定律、探究彈
力大小與彈簧伸長量之間的關系三個實驗中,某同學正確作出了三個實驗的相關圖象,如圖2中A、B、C所示.根據坐標軸代表的物理量判斷,A實驗的圖象“斜率”表示
 
;B實驗圖象的“斜率”表示
 
;C實驗圖象的“斜率”表示
 

(2)某一小型電風扇額定電壓為4.0V,額定功率為2.4W.某實驗小組想通過實驗描繪出小電風扇的伏安特性曲線.實驗中除導線和開關外,還有以下器材可供選擇:
A.電源E(電動勢為4.5V)
B.電壓表V(量程為0~5V,內阻約為4kΩ)
C.電流表A1(量程為0~0.6A,內阻約為0.2Ω)
D.電流表A2(量程3A,內阻約0.05Ω);
E.滑動變阻器R1(最大阻值10Ω,額定電流1A)
F.滑動變阻器R2(最大阻值2kΩ,額定電流100mA)
①為了便于調節,減小讀數誤差和系統誤差,實驗中所用電流表應選用
 
,滑動變阻器應選用
 
.(填所選儀器前的字母序號).
②請你為該小組設計實驗電路,并把電路圖畫在虛線內(小電風扇的電路符號如圖3所示).
③操作過程中發現,小電風扇通電后受阻力作用,電壓表讀數小于0.5V時電風扇沒啟動.該小組測繪出的小電風扇的伏安特性曲線如圖4所示,由此可以判定,小電風扇的電阻為
 
,正常工作時的發熱功率為
 
,機械功率為
 

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科目:高中物理 來源:2014屆湖北省、荊州中學高三10月聯考物理試卷(解析版) 題型:實驗題

某同學想研究彈簧的彈性勢能Ep和彈簧形變量x間的函數關系。設想用水平力緩慢地將彈簧從原長拉伸x,該過程拉力做的功W等于彈性勢能的增加,即Ep。根據本實驗所得,彈力F和彈簧伸長x的關系為F=kx。拉力的平均值為kx,所以W=kx2。他猜想彈性勢能的表達式應該就是Ep=kx2。他找到一根彈簧、一個木板、一個重G=5.0N的長方體形金屬塊,設計了一個實驗,利用一把毫米刻度尺來驗證這個結論。步驟是:

(1)將金屬塊懸掛在該彈簧下方,靜止時測得彈簧的伸長量為1.00cm,由此得出該彈簧在受到單位作用力時的伸長量,即F=kx式中的比例系數k為________N/m;

(2)將金屬塊放在長木板上,調節長木板的傾角,當金屬塊剛好能勻速下滑時測出斜面的高度為10.00cm,底邊長為40.00cm,由此測得金屬塊和長木板間的動摩擦因數μ=______。

(3)如圖將木板固定在地面上,金屬塊放置于木板上。彈簧一端固定在豎直墻上,另一端與金屬塊接觸,用手向左壓金屬塊使彈簧壓縮一定長度后由靜止釋放,滑塊脫離彈簧后,又沿長木板滑行一段距離而停下。測出每次彈簧的壓縮量x和金屬塊脫離彈簧后在長木板上滑行的距離s,將對應的數據填寫在下面的表格中。

為驗證結果是否符合猜想Ep=kx2,則應該根據以上數據作出得圖像為(      )

A:圖像             B:圖像

C:圖像        D:圖像

在下圖的坐標系中作出你所選擇的的圖像,請注明橫縱坐標所代表的物理量及單位,并注明你所選的標度,由圖可得到Ep和x2間的關系式為                    則該同學的猜想是          (填“正確”或者“錯誤”)的。

 

 

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科目:高中物理 來源:2012-2013學年山東省菏澤市高三5月份模擬試卷(解析版) 題型:實驗題

(13分)(1)在物理實驗中體現了很多的物理研究方法,如理想實驗法、控制變量法、極限思維法、圖像法、類比法、科學假說法、微小量放大法與等效替代法等。請把合適的方法或正確的答案填在相應的空格內。

①在“利用打點計時器測速度”的實驗中,運用      法,可以利用打點計時器打出的紙帶測算出某點的瞬時速度:在“探究互成角度的兩個力的合成”的實驗中,分別用一個力F或兩個互成角度的F1、F2,把一個一端固定的橡皮筋拉伸到同一位置,則F就是F1和F2的合力,實驗原理采用的是        法。在“探究平拋運動的規律”的實驗中,如圖所示,用小錘打擊彈性金屬片,金屬片把A球沿水平方向拋出,同時B球松開,自由下落,A、B兩球同時開始運動,觀察到兩球同時落地。運用      法,可以判定平拋運動在豎直方向上的分運動是自由落體運動。

②圖象法是物理實驗中一種重要的研究方法。在研究加速度與外力(質量m一定)的關系、驗證機械能守恒定律、探究彈力大小與彈簧伸長量之間的關系三個實驗中,某同學正確作出了三個實驗的相關圖象,如圖中A、B、C所示。根據坐標軸代表的物理量判斷,A實驗的圖象“斜率”表示          ;B實驗圖象的“斜率”表示           ;C實驗圖象的“斜率”表示           

(2)某一小型電風扇額定電壓為4.0V,額定功率為2.4W。某實驗小組想通過實驗描繪出小電風扇的伏安特性曲線。實驗中除導線和開關外,還有以下器材可供選擇:

A.電源E(電動勢為4.5V)                             

B.電壓表V(量程為0~5V,內阻約為4k

C.電流表A1(量程為0~0.6A,內阻約為0.2

D.電流表A2(量程3A,內阻約0.05);

E.滑動變阻器R1(最大阻值10,額定電流1A)

F.滑動變阻器R2(最大阻值2k,額定電流100mA)

①為了便于調節,減小讀數誤差和系統誤差,實驗中所用電流表應選用   ,滑動變阻器應選用     。(填所選儀器前的字母序號)。

②請你為該小組設計實驗電路,并把電路圖畫在虛線內(小電風扇的電路符號如圖所示)。

③操作過程中發現,小電風扇通電后受阻力作用,電壓表讀數小于0.5V時電風扇沒啟動。該小組測繪出的小電風扇的伏安特性曲線如圖所示,由此可以判定,小電風扇的電阻為     ,正常工作時的發熱功率為    ,機械功率為   

 

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

某同學想研究彈簧的彈性勢能Ep和彈簧形變量x間的函數關系。設想用水平力緩慢地將彈簧從原長拉伸x,該過程拉力做的功W等于彈性勢能的增加,即Ep。根據本實驗所得,彈力F和彈簧伸長x的關系為F=kx。拉力的平均值為kx,所以W=kx2。他猜想彈性勢能的表達式應該就是Ep=kx2。他找到一根彈簧、一個木板、一個重G=5.0N的長方體形金屬塊,設計了一個實驗,利用一把毫米刻度尺來驗證這個結論。步驟是:

(1)將金屬塊懸掛在該彈簧下方,靜止時測得彈簧的伸長量為1.00cm,由此得出該彈簧在受到單位作用力時的伸長量,即F=kx式中的比例系數k為________N/m;

(2)將金屬塊放在長木板上,調節長木板的傾角,當金屬塊剛好能勻速下滑時測出斜面的高度為10.00cm,底邊長為40.00cm,由此測得金屬塊和長木板間的動摩擦因數μ=______。

(3)如圖將木板固定在地面上,金屬塊放置于木板上。彈簧一端固定在豎直墻上,另一端與金屬塊接觸,用手向左壓金屬塊使彈簧壓縮一定長度后由靜止釋放,滑塊脫離彈簧后,又沿長木板滑行一段距離而停下。測出每次彈簧的壓縮量x和金屬塊脫離彈簧后在長木板上滑行的距離s,將對應的數據填寫在下面的表格中。

X/cm

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

S/cm

3.00

6.02

10.05

14.96

20.97

28.05

為驗證結果是否符合猜想Ep=kx2,則應該根據以上數據作出得圖像為(   )

A:圖像       B:圖像

C:圖像    D:圖像

在右圖的坐標系中作出你所選擇的的圖像,請注明橫縱標所代表的物理量及單位,并注明你所選的標度,由圖可得到Ep和x2間的關系式為          則該同學的猜想是     (填“正確”或者“錯誤”)的。


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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

某同學想研究彈簧的彈性勢能Ep和彈簧形變量x間的函數關系。設想用水平力緩慢地將彈簧從原長拉伸x,該過程拉力做的功W等于彈性勢能的增加,即Ep。根據本實驗所得,彈力F和彈簧伸長x的關系為F=kx。拉力的平均值為kx,所以W=kx2。他猜想彈性勢能的表達式應該就是Ep=kx2。他找到一根彈簧、一個木板、一個重G=5.0N的長方體形金屬塊,設計了一個實驗,利用一把毫米刻度尺來驗證這個結論。步驟是:

(1)將金屬塊懸掛在該彈簧下方,靜止時測得彈簧的伸長量為1.00cm,由此得出該彈簧在受到單位作用力時的伸長量,即F=kx式中的比例系數k為________N/m;

(2)將金屬塊放在長木板上,調節長木板的傾角,當金屬塊剛好能勻速下滑時測出斜面的高度為10.00cm,底邊長為40.00cm,由此測得金屬塊和長木板間的動摩擦因數μ=______。

(3)如圖將木板固定在地面上,金屬塊放置于木板上。彈簧一端固定在豎直墻上,另一端與金屬塊接觸,用手向左壓金屬塊使彈簧壓縮一定長度后由靜止釋放,滑塊脫離彈簧后,又沿長木板滑行一段距離而停下。測出每次彈簧的壓縮量x和金屬塊脫離彈簧后在長木板上滑行的距離s,將對應的數據填寫在下面的表格中。

X/cm

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

S/cm

3.00

6.02

10.05

14.96

20.97

28.05

為驗證結果是否符合猜想Ep=kx2,則應該根據以上數據作出得圖像為(   )

A:圖像       B:圖像

C:圖像    D:圖像

在右圖的坐標系中作出你所選擇的的圖像,請注明橫縱標所代表的物理量及單位,并注明你所選的標度,由圖可得到Ep和x2間的關系式為          則該同學的猜想是     (填“正確”或者“錯誤”)的。


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