题目
在“探究弹力和弹簧伸长量的关系,并测量弹簧的劲度系数”的实验中,实验装置如图甲所示。将弹簧的左端固定在桌面的“0”刻度处,弹簧的右端带有指针。所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力。实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,然后在弹簧下端挂上钩码,并逐个增加钩码,分别记录指针所指毫米刻度尺的刻度,所得数据列表如图乙所示。B c P E-|||-14 15 30cm 14.0cm"→-|||-27.0cm-|||-甲 , 44.0cn-|||-丙 钩码数(个) 0 1 2 3 4 刻度尺的刻度x/cm 10.80 12.15 13.46 … 16.14 (1)当在弹簧下端挂上3个钩码时,指针所示位置如图乙所示,请将表格补充完整 ____ 。(2)已知实验所用单个钩码质量为100mg,当地重力加速度为9.8m/s2,则该弹簧的劲度系数为 ____ N/m。(结果保留三位有效数字)(3)该同学实验时,把弹簧水平放置与弹簧竖直悬挂放置相比较。优点在于: ____ 。(4)在做“研究匀变速直线运动”实验中,打点计时器打出的一条纸带中的某段如图丙所示,若A、B、C、D、E点间的时间间隔均为0.10s,根据图中给定的长度,计算小车加速度大小为 ____ m/s2,打下C点时小车的速度大小为 ____ m/s。
在“探究弹力和弹簧伸长量的关系,并测量弹簧的劲度系数”的实验中,实验装置如图甲所示。将弹簧的左端固定在桌面的“0”刻度处,弹簧的右端带有指针。所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力。实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,然后在弹簧下端挂上钩码,并逐个增加钩码,分别记录指针所指毫米刻度尺的刻度,所得数据列表如图乙所示。
(1)当在弹簧下端挂上3个钩码时,指针所示位置如图乙所示,请将表格补充完整 ____ 。
(2)已知实验所用单个钩码质量为100mg,当地重力加速度为9.8m/s2,则该弹簧的劲度系数为 ____ N/m。(结果保留三位有效数字)
(3)该同学实验时,把弹簧水平放置与弹簧竖直悬挂放置相比较。优点在于: ____ 。
(4)在做“研究匀变速直线运动”实验中,打点计时器打出的一条纸带中的某段如图丙所示,若A、B、C、D、E点间的时间间隔均为0.10s,根据图中给定的长度,计算小车加速度大小为 ____ m/s2,打下C点时小车的速度大小为 ____ m/s。

| 钩码数 (个) |
0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 刻度尺的 刻度x/cm |
10.80 | 12.15 | 13.46 | … | 16.14 |
(2)已知实验所用单个钩码质量为100mg,当地重力加速度为9.8m/s2,则该弹簧的劲度系数为 ____ N/m。(结果保留三位有效数字)
(3)该同学实验时,把弹簧水平放置与弹簧竖直悬挂放置相比较。优点在于: ____ 。
(4)在做“研究匀变速直线运动”实验中,打点计时器打出的一条纸带中的某段如图丙所示,若A、B、C、D、E点间的时间间隔均为0.10s,根据图中给定的长度,计算小车加速度大小为 ____ m/s2,打下C点时小车的速度大小为 ____ m/s。
题目解答
答案
解:(1)根据刻度尺的分度值为0.1cm,在弹簧下端挂上3个钩码时,刻度尺的刻度为14.80cm。
(2)分析表格数据可知,增加4个钩码时,弹簧伸长量:Δx=16.14cm-10.80cm=5.34cm=0.0534m,此时弹簧的弹力:ΔF=4mg=4×0.10×9.8N=3.92N,
则该弹簧的劲度系数:k=$\frac{ΔF}{Δx}$
代入数据解得:k=73.4N/m。
(3)把弹簧水平放置与弹簧竖直悬挂放置相比较。优点在于避免弹簧自身所受重力对实验的影响;
(4)根据匀变速直线运动规律可知加速度a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}$=$\frac{44.0-14.0-14.0}{4×0.{1}^{2}}$×10-2m/s2=4.0m/s2
打下C点时小车的速度大小为v=$\frac{{x}_{BD}}{2T}$=$\frac{27.0-5.0}{2×0.1}$×10-2m/s=1.1m/s
故答案为:(1)14.80;(2)73.4;(3)避免弹簧自身所受重力对实验的影响;(4)4.0;1.1
(2)分析表格数据可知,增加4个钩码时,弹簧伸长量:Δx=16.14cm-10.80cm=5.34cm=0.0534m,此时弹簧的弹力:ΔF=4mg=4×0.10×9.8N=3.92N,
则该弹簧的劲度系数:k=$\frac{ΔF}{Δx}$
代入数据解得:k=73.4N/m。
(3)把弹簧水平放置与弹簧竖直悬挂放置相比较。优点在于避免弹簧自身所受重力对实验的影响;
(4)根据匀变速直线运动规律可知加速度a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}$=$\frac{44.0-14.0-14.0}{4×0.{1}^{2}}$×10-2m/s2=4.0m/s2
打下C点时小车的速度大小为v=$\frac{{x}_{BD}}{2T}$=$\frac{27.0-5.0}{2×0.1}$×10-2m/s=1.1m/s
故答案为:(1)14.80;(2)73.4;(3)避免弹簧自身所受重力对实验的影响;(4)4.0;1.1
解析
步骤 1:确定弹簧下端挂上3个钩码时的刻度尺读数
根据刻度尺的分度值为0.1cm,在弹簧下端挂上3个钩码时,刻度尺的刻度为14.80cm。
步骤 2:计算弹簧的劲度系数
分析表格数据可知,增加4个钩码时,弹簧伸长量:Δx=16.14cm-10.80cm=5.34cm=0.0534m,此时弹簧的弹力:ΔF=4mg=4×0.10×9.8N=3.92N,
则该弹簧的劲度系数:k=$\frac{ΔF}{Δx}$
代入数据解得:k=73.4N/m。
步骤 3:分析弹簧水平放置的优点
把弹簧水平放置与弹簧竖直悬挂放置相比较。优点在于避免弹簧自身所受重力对实验的影响;
步骤 4:计算小车加速度大小
根据匀变速直线运动规律可知加速度a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}$=$\frac{44.0-14.0-14.0}{4×0.{1}^{2}}$×10^{-2}m/s^{2}=4.0m/s^{2}
步骤 5:计算打下C点时小车的速度大小
打下C点时小车的速度大小为v=$\frac{{x}_{BD}}{2T}$=$\frac{27.0-5.0}{2×0.1}$×10^{-2}m/s=1.1m/s
根据刻度尺的分度值为0.1cm,在弹簧下端挂上3个钩码时,刻度尺的刻度为14.80cm。
步骤 2:计算弹簧的劲度系数
分析表格数据可知,增加4个钩码时,弹簧伸长量:Δx=16.14cm-10.80cm=5.34cm=0.0534m,此时弹簧的弹力:ΔF=4mg=4×0.10×9.8N=3.92N,
则该弹簧的劲度系数:k=$\frac{ΔF}{Δx}$
代入数据解得:k=73.4N/m。
步骤 3:分析弹簧水平放置的优点
把弹簧水平放置与弹簧竖直悬挂放置相比较。优点在于避免弹簧自身所受重力对实验的影响;
步骤 4:计算小车加速度大小
根据匀变速直线运动规律可知加速度a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}$=$\frac{44.0-14.0-14.0}{4×0.{1}^{2}}$×10^{-2}m/s^{2}=4.0m/s^{2}
步骤 5:计算打下C点时小车的速度大小
打下C点时小车的速度大小为v=$\frac{{x}_{BD}}{2T}$=$\frac{27.0-5.0}{2×0.1}$×10^{-2}m/s=1.1m/s