第二章實驗二探究彈簧彈力與形變量的關系

1．某實驗小組在“探究彈簧彈力和彈簧伸長量的關系”的實驗中，操作過程如下：(1)將彈簧水平放置并處于自然狀態(tài)，將標尺的零刻度與彈簧一端對齊，彈簧的另一端所指的標尺刻度如圖甲所示，則該讀數(shù)為________cm.(2)接著，將彈簧豎直懸掛，由于________的影響，不掛鉤碼時，彈簧也有一定的伸長量，其下端所指的標尺刻度如圖乙所示；圖丙是在彈簧下端懸掛鉤碼后所指的標尺刻度，則彈簧因掛鉤碼引起的伸長量為________cm.(3)逐一增加鉤碼，記下每增加一個鉤碼后彈簧下端所指的標尺刻度和對應的鉤碼總重力．該實驗小組的同學在處理數(shù)據(jù)時，將鉤碼總重力F作為橫坐標，彈簧伸長量Δl作為縱坐標，作出了如圖丁所示的a、b兩條Δl－F圖像，其中直線b中的Δl是用掛鉤碼后的長度減去圖________(選填“甲”或“乙”)所示長度得到的．2．(1)某同學使用兩條不同的輕質彈簧a和b，得到彈力與彈簧長度的關系圖像如圖所示，則可知原長較大的是________(填“a”或“b”)，勁度系數(shù)較大的是________(填“a”或“b”)．(2)為了測量某一彈簧的勁度系數(shù)，將該彈簧豎直懸掛起來，在自由端掛上不同質量的鉤碼．實驗測出了鉤碼質量m與彈簧長度l的相應數(shù)據(jù)，其對應點已在圖上標出并連線．由圖可求得彈簧的勁度系數(shù)為________N/m(結果保留3位有效數(shù)字，g＝10m/s2)．(3)若懸掛的鉤碼的質量比所標數(shù)值偏小些，則實驗測得的彈簧的勁度系數(shù)比實際勁度系數(shù)________(填“偏大”或“偏小”)．3．(2023·遼寧葫蘆島市高三檢測)某同學用如圖甲所示實驗裝置進行“探究彈簧的彈力和彈簧伸長量的關系”的實驗．直尺和光滑的細桿水平固定在鐵架臺上，一根彈簧穿在細桿上(細桿未畫出)，其左端固定，右端與細繩連接．細繩跨過光滑定滑輪，其下端可以懸掛鉤碼，彈簧與定滑輪間的細繩水平．實驗時先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度，再將5個鉤碼逐個掛在繩子的下端，每次測出對應的彈簧總長度L，并將所掛鉤碼的重力大小作為彈簧的彈力大小F.(彈簧始終在彈性限度內)(1)把以上測得的數(shù)據(jù)描點連線，如圖乙所示，則該彈簧的原長L0＝________cm，勁度系數(shù)k＝________N/m.(結果均保留3位有效數(shù)字)(2)若該同學先把彈簧豎直懸掛，下端不掛鉤碼測出彈簧原長為L1，再按照圖甲所示方法懸掛鉤碼，測出彈簧伸長后的長度L，以L－L1作為彈簧伸長量x，以鉤碼重力大小作為彈力F大小．由于彈簧自身重力的影響，得到的圖線可能是________．4．某同學探究圖甲中臺秤的工作原理．他將臺秤拆解后發(fā)現(xiàn)內部簡易結構如圖乙所示，托盤A、豎直桿B、水平橫桿H與齒條C固定連在一起，齒輪D可無摩擦轉動，與齒條C完全嚙合，在齒輪上固定指示示數(shù)的輕質指針E，兩根完全相同的彈簧將橫桿H吊在秤的外殼I上．他想根據(jù)指針偏轉角度測量彈簧的勁度系數(shù)，經過調校，托盤中不放物品時，指針E恰好指在豎直向上的位置．若放上質量為m的物體指針偏轉了θ弧度(θ<2π)，齒輪D的直徑為d，重力加速度為g.(1)指針偏轉了θ弧度的過程，彈簧變長了________(用題干中所給的參量表示)．(2)每根彈簧的勁度系數(shù)表達式為________(用題干所給的參量表示)．(3)該同學進一步改進實驗，引入了角度傳感器測量指針偏轉角度，先后做了六次實驗，得到數(shù)據(jù)并在坐標紙上作出圖丙，可得到每根彈簧的勁度系數(shù)為________N/m(d＝5.00cm，g＝9.8m/s2，結果保留三位有效數(shù)字)．5．某同學想測量兩根材料不同、粗細不同、長度不同的輕彈簧的勁度系數(shù)，他設計了如圖(a)所示的實驗裝置．實驗操作步驟如下：①將一根粗細均勻的桿豎直固定在水平面上，在其表面涂上光滑材料；②將輕彈簧A套在豎直桿上，將輕彈簧B套在彈簧A外面，彈簧A與桿之間以及彈簧B與彈簧A之間均有一定間隙；③將刻度尺豎直固定在彈簧左側，讀出此時彈簧A、B的長度；④將金屬圓環(huán)套在豎直桿上并輕輕放在彈簧上，待圓環(huán)平衡后從刻度尺上讀出彈簧A、B的長度；⑤逐漸增加金屬圓環(huán)(與此前所加的金屬圓環(huán)完全相同)個數(shù)，重復步驟④；⑥根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得出彈簧上方所加金屬圓環(huán)的個數(shù)n及彈簧A對應的形變量x，通過計算機擬合出如圖(b)所示的x－n圖像；⑦用天平測量出一個金屬圓環(huán)的質量為100g，實驗過程中未超過兩個彈簧的彈性限度，重力加速度g取9.80m/s2.回答下列問題：(1)彈簧A、B的勁度系數(shù)分別為kA＝______N/m，kB