Question

【題目】某同學做“探究彈簧彈力與彈簧伸長量關系”的實驗，他采用如圖甲所示裝置，質量不計的彈簧下端掛一個砝碼盤，在盤中增添砝碼，改變彈簧的彈力。根據實驗所測數據做出砝碼盤中砝碼重力與彈簧伸長量x的關系圖像，如圖乙所示：（g=10m/s2）

（1）從圖乙可以看出在0.5~2.0cm范圍內彈力大小與彈簧伸長量呈線性關系。由此可求出彈簧的勁度系數為________N/m；形變量大于2.0cm的范圍內，彈力大小與彈簧伸長量呈非線性關系的原因是________；

（2）結合圖乙可求得砝碼盤的質量為_________kg，未考慮砝碼盤的質量會導致彈簧勁度系數的測量結果與真實值相比________（選填“偏大”“偏小”或“無影響”）；

Answer 1

【答案】300 彈簧的伸長量超過彈簧的彈性限度 0.15 無影響

【解析】

（1）[1] F-x圖像斜率代表彈簧的勁度系數，取直線部分距離較遠的兩點，注意要減去未加砝碼時彈簧的伸長量，由圖可得

；

[2] 外力過大時，彈簧的伸長量超過彈簧的彈性限度，彈簧不再是彈性形變；

（2）[3] 由于彈簧質量不計，未加砝碼時，彈簧的伸長量為0.5cm，可得

解得；

[4] 未考慮砝碼盤時，圖像整體向左移動，但是圖像的斜率不變，所以對勁度系數的測量沒有影響。