1.在进行“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中,一个实验小组使用两根不同的轻质弹簧a和b,得到弹力与弹簧长度的图象如图所示。
下列表述正确的是________。(填选项前字母)
A.a的原长比b的长
B.a的劲度系数比b的大
C.a的劲度系数比b的小
D.测得的弹力与弹簧的长度成正比
【解析】选B。Fl图象在l轴上的截距表示弹簧的原长,因为此位置弹力为0,弹簧没有伸长,从图象看出,a的原长比b的短,A错误。Fl图象的斜率表示弹簧的劲度系数,从图象看出,a的劲度系数比b的大,B正确,C错误。测得的弹力与弹簧的伸长量成正比,D错误。
2.(2018·全国Ⅰ卷)如图甲,一弹簧上端固定在支架顶端,下端悬挂一托盘;一标尺由游标和主尺构成,主尺竖直固定在弹簧左边;托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置,简化为图中的指针。
现要测量图甲中弹簧的劲度系数。当托盘内没有砝码时,移动游标,使其零刻度线对准指针,此时标尺读数为1.950 cm;当托盘内放有质量为0.100 kg 的砝码时,移动游标,再次使其零刻度线对准指针,标尺示数如图乙所示,其读数为__________cm。当地的重力加速度大小为9.80 m/s2,此弹簧的劲度系数为__________N/m(保留3位有效数字)。
【解析】标尺示数如图乙所示,其读数为37 mm+0.05 mm×15=37.75 mm=
3.775 cm;弹簧的伸长量x=3.775 cm-1.950 cm=1.825 cm=0.018 25 m,根据二力平衡有kx=mg,解得k=53.7 N/m。
答案:3.775 53.7
3.某同学欲做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验,有铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码。
(1)实验中还需要的测量工具是__________;
(2)用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧位于__________(选填“竖直”或“水平”)位置且处于平衡状态;
(3)用纵轴表示钩码质量m,横轴表示弹簧的形变量x,根据实验数据绘制出图线如图所示,由图可知弹簧的劲度系数k=______N/m(重力加速度g取
9.8 m/s2);
(4)若某同学先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长,用直尺测出弹簧的原长L0,再把弹簧竖直悬挂起来,挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L,把L-L0作为弹簧的伸长量x,这样操作,由于弹簧自身重力的影响,最后画出的图线可能是下列选项中的__________。
【解析】(1)实验中还需要的测量工具是刻度尺;
(2)用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态;
(3)由题图可知弹簧的劲度系数
k== N/m=4.9 N/m;
(4)因为是把弹簧平放在水平桌面上测得的弹簧的原长,再把弹簧竖直悬挂起来后,由于重力的作用,弹簧的长度会增大,所以图线应出现x轴上的截距,但是得到的图象仍为直线,C正确,A、B、D错误。
答案:(1)刻度尺 (2)竖直 (3)4.9 (4)C