Question

【題目】如圖甲所示，用鐵架臺、彈簧和多個未知質量但質量相等的鉤碼探究在彈性限度內彈簧彈力與彈簧伸長量的關系。

(1)為完成實驗，除了圖甲中提供的實驗器材，你還需要的實驗器材有：____________、____________。

(2)實驗中你需要測量的物理量有：________________、_______________________________________。

(3)為完成該實驗，設計的實驗步驟如下：

A．以彈簧伸長量為橫坐標，以彈力為縱坐標，描出各組(x，F)對應的點，并用平滑的曲線連接起來；

B．記下彈簧不掛鉤碼時其下端在刻度尺上的刻度l0，測量出一個鉤碼的重力；

C．將鐵架臺固定于桌子上，并將彈簧的一端系于橫梁上，在彈簧附近豎直固定一把刻度尺；

D．依次在彈簧下端掛上1個、2個、3個、4個…鉤碼，并分別記下鉤碼靜止時彈簧下端所對應的刻度，并記錄在表格內，然后取下鉤碼；

E．以彈簧伸長量為自變量，寫出彈力與彈簧伸長量的關系式。首先嘗試寫成一次函數，如果不行，則考慮二次函數；

F．解釋函數表達式中常數的物理意義；

G．整理儀器。

請你將以上步驟按操作的先后順序排列出來：_________________________。

(4)若實驗開始時你將圖甲中的紅色指針從P位置往下挪到Q，其余實驗步驟不變且操作正確，則測量得到彈簧的勁度系數將____________（選填“變大”、“不變”、“變小”）。

(5)圖乙是另一位同學實驗得到彈簧彈力F與彈簧伸長量x的F－x圖線，由此可求出彈簧的勁度系數為________N/m（結果保留3位有效數字），圖線不過原點的原因是由于_______________________。

Answer 1

【答案】刻度尺 測力計 彈簧原長 彈簧掛不同個數的鉤碼時所對應的伸長量（或對應的彈簧長度） CBDAEFG 不變 200 彈簧自身存在重力

【解析】

（1）實驗需要測彈簧的長度、形變量，因為鉤碼的質量未知，所以要測量鉤碼的重力，故還需要的實驗器材有：刻度尺，測力計

（2）為了測量彈簧的形變量；由胡克定律可知，實驗中還應測量彈簧原長、彈簧掛不同個數的鉤碼時所對應的伸長量（或與對應的長度）；

（3）實驗中要先組裝器材，即CB，然后進行實驗，即D，最后數據處理，分析解釋表達式，最后整理儀器；即AEFG．所以先后順序為CBDAEFG；

（4）紅色指針從P位置往下挪到Q，只是在測量彈簧的原長時，原長偏大，掛上鉤碼后，彈簧的伸長量依然沒有改變，故沒有影響，所以測量得到彈簧的勁度系數不變；

（5）圖象中的斜率表示形變量，則k200N/m；圖線不過原點說明沒有力時有了形變量，故說明彈簧有自身的重力存在。