Question

（2017·河北保定高一期末）在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，某同学采用的实验装置如下图所示，弹簧弹力的大小等于所挂钩码的重力大小。实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度L₀，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度L，总共获得了6组实验数据。

（1）该同学把6组数据对应的点标在图象中，请你根据这些数据点作出F–L图线；

（2）由此图线可以得出该弹簧的自然长度L₀=________cm，劲度系数k=________ N/m（计算结果保留两位有效数字）；

（3）该同学实验时把弹簧水平放置，与弹簧竖直悬挂相比较：

优点是________________________；

缺点是________________________。

Answer

（1）如图所示 （2）5.0 20 （3）避免弹簧自身所受重力对实验的影响 弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差

【解析】（1）实验中采用描点法，作出F–L的关系图线如图所示。

（2）当弹力为零时，弹簧的形变量为零，此时弹簧的长度等于弹簧的原长，由图读出：弹簧的自然长度L0=5.0 cm；根据胡克定律知，，可知图线的斜率表示劲度系数，则。

（3）优点：避免弹簧自身所受重力对实验的影响；缺点：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差。

【名师点睛】本题考查了学生作图的能力，关键运用胡克定律分析F–L图线的斜率表示劲度系数，横轴截距表示弹簧的原长。