Question

2．在研究彈簧的形變與外力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，將彈簧水平放置鍘出其自然長度，然后豎直懸掛讓其自然下垂，在其下端豎直向下施加外力F，實(shí)驗(yàn)過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進(jìn)行的．用記錄的外力F與彈簧的形變量x作出的描點(diǎn)，如圖所示：

（1）在根據(jù)描點(diǎn)作F-x圖線；
（2）圖線不過原點(diǎn)的原因是由于由于彈簧原長是水平放置時的長度，而豎直懸掛時彈簧的自身重力會引起彈簧的額外伸長，故實(shí)驗(yàn)圖象不過原點(diǎn)；
（3）彈簧的勁度系數(shù)為200N/m；（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）畫一條直線，讓點(diǎn)均勻的分布在直線的兩邊；
（2）圖線不過原點(diǎn)，當(dāng)彈簧被豎直懸掛自然下垂時，由于彈簧自身受重力而伸長；
（3）根據(jù)圖象的斜率計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)；

解答 解：（1）畫一條直線，讓點(diǎn)均勻的分布在直線的兩邊，就得到F-x圖線，如圖；

（2）由于彈簧原長是水平放置時的長度，而豎直懸掛時彈簧的自身重力會引起彈簧的額外伸長，故實(shí)驗(yàn)圖象不過原點(diǎn)；
（3）圖象的斜率表示勁度系數(shù)，故$k=\frac{△F}{△x}=\frac{8N}{0.04m}=200N/m$；
故答案為：（1）如圖所示；
（2）由于彈簧原長是水平放置時的長度，而豎直懸掛時彈簧的自身重力會引起彈簧的額外伸長，故實(shí)驗(yàn)圖象不過原點(diǎn)．
（3）200N/m

點(diǎn)評 解題關(guān)鍵明確圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)，求解時注意單位的換算；需要注意是要考慮到彈簧自身的重力作用會使彈簧在豎直方向上有一定的伸長．