Question

18．如圖1所示某同學(xué)探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系

①將彈簧懸掛在鐵架臺(tái)上，將最小刻度為毫米的刻度尺固定在彈簧一側(cè)，彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在豎直方向（填“水平”或“豎直”）
②彈簧自然懸掛，待彈簧穩(wěn)定時(shí)，長(zhǎng)度記為L(zhǎng)₀，彈簧下端掛上砝碼盤(pán)時(shí)，長(zhǎng)度記為L(zhǎng)_x；在砝碼盤(pán)中每次增加10g砝碼，彈簧長(zhǎng)度依次記為L(zhǎng)₁至L₆，數(shù)據(jù)如表：

代表符號(hào)	L0	Lx	L1	L2	L3	L4	L5	L6
數(shù)值（cm）	25.35	27.35	29.35	31.30	33.4	37.15	37.45	39.30

表中有一個(gè)數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號(hào)為L(zhǎng)₃
③該同學(xué)在坐標(biāo)紙上取砝碼的質(zhì)量為縱軸，彈簧長(zhǎng)度與L_x的差值為橫軸，如圖是他根據(jù)表中數(shù)據(jù)已經(jīng)描好的前5個(gè)點(diǎn)，請(qǐng)描出第6個(gè)點(diǎn)并完成該圖象
④由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為4.9N/m；通過(guò)圖和表可知砝碼盤(pán)的質(zhì)量為10g（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度取9.8m/s²）

Answer 1

分析 （1）彈簧自然懸掛，刻度尺固定在彈簧一側(cè)，故都是豎直放置的；
（2）用毫米刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度是要估讀到分度值的下一位，即要有估讀的；
（3）由描點(diǎn)法作出圖象；
（4）彈簧自然懸掛，待彈簧靜止后讀出彈簧長(zhǎng)度；把砝碼盤(pán)掛在彈簧下面，記下此時(shí)彈簧長(zhǎng)度；在砝碼盤(pán)中每次增加10g砝碼，彈簧長(zhǎng)度依次記為L(zhǎng)₁至L₆，彈簧的伸長(zhǎng)量為放砝碼后彈簧長(zhǎng)度和掛砝碼盤(pán)時(shí)的長(zhǎng)度差．根據(jù)彈簧的伸長(zhǎng)與所受到的拉力成正比進(jìn)行求解．

解答 解：（1）將彈簧懸掛在鐵架臺(tái)上，將刻度尺固定在彈簧一側(cè)，彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在豎直方向．
（2）用毫米刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度是要估讀到分度值的下一位，故L₃的數(shù)值記錄不規(guī)范，最后一位是估讀的，故所用刻度尺的最小刻度長(zhǎng)為1mm；
（3）由描點(diǎn)法作出第6個(gè)點(diǎn)，再用直線將各點(diǎn)擬和即可；
（4）由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為k=$\frac{△F}{△x}$=$\frac{60×1{0}^{-3}×9.8}{12×1{0}^{-2}}$=4.9N/m
10g砝碼的重力是G=mg=0.01kg×9.8N/kg=0.098N，
因?yàn)閺椈傻纳扉L(zhǎng)與所受拉力成正比，
所以，$\frac{{F}_{盤(pán)}}{{L}_{x}-{L}_{0}}$=$\frac{{F}_{砝碼}}{{L}_{1}-{L}_{x}}$，
代入數(shù)據(jù)得：$\frac{{F}_{盤(pán)}}{27.35-25.35}$=$\frac{0.1}{29.35-27.35}$
即F_盤(pán)=0.1N，
所以砝碼盤(pán)質(zhì)量：m=$\frac{{F}_{盤(pán)}}{g}$=0.01kg=10g．
故答案為：（1）豎直（2）L₃；（3）如圖所示；（4）4.9；10．

點(diǎn)評(píng) 由于彈簧下面首先掛砝碼盤(pán)，然后在砝碼盤(pán)內(nèi)放砝碼彈簧伸長(zhǎng)，彈簧伸長(zhǎng)量為彈簧長(zhǎng)度與彈簧掛砝碼盤(pán)時(shí)彈簧長(zhǎng)度差，這是容易出現(xiàn)錯(cuò)誤的地方；對(duì)于實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，我們要利用圖想法分析測(cè)量數(shù)據(jù)求解可以減少誤差．