Question

14．在“探究彈力和彈簧伸長量的關系，并測定彈簧的勁度系數”的實驗中，實驗裝置如圖1所示．所用的每個鉤碼的重力相當于對彈簧提供了向右恒定的拉力．實驗時先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度，再將5個鉤碼逐個掛在繩子的下端，每次測出相應的彈簧總長度．

（1）有一個同學通過以上實驗測量后把6組數據描點在坐標圖中（如圖2），請作出F-L圖象．
（2）由此圖象可得出該彈簧的原長L₀=5cm，勁度系數k=0N/m．
（3）試根據以上該同學的實驗情況，請你幫助他設計一個記錄實驗數據的表格（不必填寫其實驗測得的具體數據）．
（4）該同學實驗時，把彈簧水平放置與彈簧懸掛放置相比較．
優點在于：避免彈簧自身所受重力對實驗的影響．
缺點在于：彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在的摩擦造成實驗的誤差．

Answer 1

分析 實驗中需要測量多組彈力的大小和彈簧的長度，根據要求設計出表格．作出F-L的關系圖線．當彈簧彈力為零時，彈簧處于原長，結合圖線得出彈簧的原長，根據圖線的斜率求出勁度系數的大小．誤差分析．

解答 解：（1）用平滑的曲線將各點連接起來，如圖所示：
（2）彈簧的原長L₀即為彈力為零時彈簧的長度，由圖象可知，L₀=5×10^-2m=5cm．
勁度系數為圖象直線部分的斜率，k=20N/m．
（3）記錄數據的表格如下表：

次數	1	2	3	4	5	6
彈力F/N
彈簧的長度L/×10-2m

（4）優點是：避免彈簧自身所受重力對實驗的影響；
缺點是：彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在的摩擦造成實驗的誤差．
故答案為：（1）如圖；（2）5，20；（3）見解析；（4）避免彈簧自身所受重力對實驗的影響；彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在的摩擦造成實驗的誤差

點評 本題考查了學生設計的能力和作圖的能力，知道F-L圖線的斜率表示勁度系數．注意掌握分析誤差的形成原因．