Question

某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。

（1）如图甲所示，将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在________方向（填“水平”或“竖直”）。

（2）弹簧自然悬挂，待弹簧________时，长度记为L₀，弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为L_x；在砝码盘中每次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为L₁至L₆，数据如下表：

代表符号	L0	L x	L 1	L 2
数值（cm）	23.35	27.35	29.35	31.30
代表符号	L 3	L 4	L 5	L 6
数值（cm）	33.4	35.35	37.40	39.30

表中有一个数值记录不规范，代表符号为________。由表可知所用刻度尺的分度值为________。

（3）如图乙是该同学根据表中数据所作的图象，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与________的差值（填“L₀”或“L_x”）。

（4）由图乙可知弹簧的劲度系数为________N/m；通过表中数据可知砝码盘的质量为________g（结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8m/s²）。

（5）该同学在测量时没有考虑弹簧的自重，则弹簧劲度系数的测量值与真实值相比________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。

Answer

竖直 静止 L3 1mm Lx 4.9 10 相等

【解析】

（1）[1]安装实验装置时，弹簧轴线和刻度尺都应在竖直方向。

（2）[2][3][4]弹簧自然悬挂，待弹簧静止时，长度记为L0；用刻度尺测量长度时读数应估计到最小分度的下一位，可知L3读数不规范，没有向后估读一位；由表内数据可知所用刻度尺的分度值为1mm。

（3）[5]充分利用测量数据和图象，根据公式

ΔF＝Δmg＝kΔx

可知横轴是弹簧的长度与Lx的差值。

（4）[6][7]根据胡克定律公式

ΔF＝kΔx

有

N/m＝4.9N/m

由表格得到，弹簧原长为：L0＝25.35 cm，挂砝码盘时：Lx＝27.35cm，根据平衡条件有：

得砝码盘质量为：

kg＝0.01kg＝10g。

（5）[8]开始时，弹簧自然悬挂，待弹簧静止时，记下弹簧长度L0，由于采用图解法，弹簧的自重对实验的结果没有影响，所以劲度系数的测量值与真实值相比是相等的。