Question

17．如圖甲示，用鐵架臺、彈簧和多個已知質量且質量相等的鉤碼，探究在彈性限度內彈簧彈力與彈簧伸長長度的關系實驗．

（1）實驗中還需要的測量工具有：毫米刻度尺．
（2）如圖乙示，根據實驗數據繪圖，縱軸是鉤碼質量m，橫軸是彈簧的形變量x．由圖可知：圖線不通過原點的原因是由于彈簧自身重力；彈簧的勁度系數k=4.9N/m（計算結果保留2位有效數字，重力加速度g取9.8m/s²）；
（3）如圖丙示，實驗中用兩根不同的彈簧a和b，畫出彈簧彈力F與彈簧長度L的F-L圖象．下列正確的是B
A．a的原長比b的長          B．a的勁度系數比b的大
C．a的勁度系數比b的小      D．彈力與彈簧長度成正比．

Answer 1

分析 根據實驗的原理：測量彈簧的彈力和伸長的長度來選擇器材．圖線的斜率即為彈簧的勁度系數．由胡克定律求出K．彈簧的彈力滿足胡克定律，F=kx，在圖象中斜率表示彈簧的勁度系數k，橫截距表示彈簧的原長

解答 解：（1）實驗需要測量彈簧伸長的長度，故需要刻度尺．
（2）圖線的物理意義是表明彈簧的彈力大小和彈簧伸長量大小成正比．
由k=$\frac{△F}{△x}$=4.9N/m．
由圖可知，當F=0時，x大于零，說明沒有掛重物時，彈簧有伸長，是由于彈簧自身的重力造成的．
故圖線不過原點的原因是由于彈簧有自重，實驗中沒有考慮（或忽略了）彈簧的自重．實驗中需要測量（記錄）的物理量有：彈簧的原長、彈簧所受外力與對應的伸長量（或與彈簧對應的長度）
（3）A、在圖象中橫截距表示彈簧的原長，故b的原長比a的長，故A錯誤；
B、在圖象中斜率表示彈簧的勁度系數k，故a的勁度系數比b的大，故B正確；
C、同理C錯誤；
D、彈簧的彈力滿足胡克定律，彈力與彈簧的形變量成正比，故D錯誤；
故選：B．
故答案為：（1）毫米刻度尺    （2）彈簧自身重力； 4.9     （3）B

點評 在應用胡克定律時，要首先轉化單位，知道圖線的斜率即為彈簧的勁度系數