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某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系;实验装置如图(a)所示:一...

某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系;实验装置如图(a)所示:一均匀长弹簧竖直悬挂,7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处;通过旁边竖直放置的刻度尺,可以读出指针的位置,P0指向0刻度;设弹簧下端未挂重物时,各指针的位置记为x0;挂有质量为0.100kg砝码时,各指针的位置记为x;测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数,取重力加速度为9.80m/s2).已知实验所用弹簧的总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88cm.

 

P1

P2

P3

P4

P5

P6

x0 (cm)

2.04

4.06

6.06

8.05

10.03

12.01

x(cm)

2.64

5.26

7.81

10.30

12.93

15.41

n

10

20

30

40

50

60

k(N/m)

163

56.0

43.6

33.8

28.8

1/k(m/N)

0.0061

0.0179

0.0229

0.0296

0.0347

 

 

(1)将表中数据补充完整:______________

(2)以n为横坐标,1/k为纵坐标,在图(b)给出的坐标纸上画出1/k-n图象______

 

(3)图(b)中画出的直线可以近似认为通过原点;若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧,该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k=_______N/m;该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的表达式为k=______N/m.

 

(1)①81.7 ②0.0122 (2)见解析; (3)③(N/m)(在之间均可) ④。(在之间均可) 【解析】试题分析: (1)①中; ② (2)图线如图: (3)③由图线可知直线的斜率为,故直线方程满足,即(N/m)(在之间均可) ④由于60匝弹簧的总长度为11.88cm;则n匝弹簧的原长满足,代入可得: 。(在之间均可) 考点:测量弹簧的劲度系数实验;  
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B物体的加速度大小为,方向水平向右

C地面对物体的作用力大小为mg

D地面对物体的作用力大小为

 

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