Question

15．某同學(xué)在探究彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系時(shí)設(shè)計(jì)了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)裝置如圖中甲、乙所示，鉤碼質(zhì)量已知．

（1）甲、乙圖中均需添加同一種實(shí)驗(yàn)器材，其名稱為刻度尺；
（2）圖丙是實(shí)驗(yàn)中得到的彈簧所受的彈力F與彈簧伸長(zhǎng)量x的F-x關(guān)系圖線，可知該同學(xué)使用的是甲裝置圖（選填“甲”或“乙”）
（3）由丙圖可求出彈簧的勁度系數(shù)為100N/m，圖線不過(guò)原點(diǎn)的原因是彈簧有自重；
（4）該同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)把彈簧水平放置（乙圖），與彈簧豎直懸掛（甲圖）相比較：
彈簧水平放置的優(yōu)點(diǎn)是避免彈簧自身所受重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響．
彈簧水平放置的缺點(diǎn)是彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在摩擦造成實(shí)驗(yàn)的誤差．

Answer 1

分析 根據(jù)圖線中F=0時(shí)，x不為零，確定圖線是哪一個(gè)裝置得出，分析出圖線不過(guò)原點(diǎn)的原因，根據(jù)圖線的斜率求出彈簧的勁度系數(shù)．

解答 解：（1）探究彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系，需要測(cè)量彈簧的長(zhǎng)度，則甲乙圖均需要刻度尺．
（2）圖丙是實(shí)驗(yàn)中得到的彈簧所受的彈力F與彈簧伸長(zhǎng)量x的F-x關(guān)系圖線，發(fā)現(xiàn)F=0時(shí)，x不等于零，可知彈簧豎直放置，由于彈簧有自重，使得初始狀態(tài)形變量不為零．故選甲．
（3）彈簧的勁度系數(shù)k=$\frac{△F}{△x}=\frac{3.5-0}{（4-0.5）×1{0}^{-2}}=100N/m$，圖線不過(guò)原點(diǎn)的原因是彈簧有自重．
（4）優(yōu)點(diǎn)是：避免彈簧自身所受重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；
缺點(diǎn)是：彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在的摩擦造成實(shí)驗(yàn)的誤差．
故答案為：（1）刻度尺，（2）甲，（3）100，彈簧有自重，（4）避免彈簧自身所受的重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在摩擦造成實(shí)驗(yàn)的誤差．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道兩種方案的區(qū)別，知道它們的優(yōu)缺點(diǎn)，知道F-x圖線的斜率表示勁度系數(shù)，難度不大．