问题 问答题

在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”实验中,甲、乙两位同学选用不同的橡皮绳代替弹簧,为测量橡皮绳的劲度系数,他们在橡皮绳下端面依次逐个挂下钩友(每个钩友的质量均为m=0.jkg,取g=10m/s2),并记录绳下端的坐标X(下标i表示挂在绳下端钩友个数).然后逐个拿下钩友,同样记录绳下端面的坐标X,绳下端面坐标的值Xi=(X+X)/2的数据如表:

挂在橡皮绳下端的钩码个数橡皮绳下端的坐标(X/mm)
1216.5216.5
2246.7232.
3284.0246.5
4335.0264.2
5394.5281.3
6462.0301.0
(1)同一橡皮绳的X______X(大于或小于);

(2)______同学的数据更符合实验要求(甲或乙);

(3)选择一级数据用作图法得出该橡皮绳的劲度系数k(N/m);

(4)为了更好的测量劲度系数,在选用钩码时需考虑的因素有哪些?

答案

(1)同一橡皮绳的X<X.由于实验中加挂钩码过多,拉力过大,橡皮筋的伸长超过了弹性限度,减挂钩码时弹性尚未恢复.

(2)由于橡皮筋的伸长与拉力(钩码个数)成正比,橡皮绳下端坐标(橡皮筋长度)应随钩码个数的增加线性增加,即每增加一个够吗,橡皮绳下端坐标值的增加相同,从表中数据可以看出,乙同学的测量数据较符合这一要求.

(3)由所给数据的该变量如下表所示:

挂在橡皮绳下端的钩码个数改变量(Xn-X1)/mm
1  
230.215.5
367.530.0
4118.547.7
5178.064.8
6245.584.5
由乙同学的数据可得到不同拉力下橡皮绳的伸长量(Xi-X1)数据:(2N,15.5mm)(3N,30.0mm)(4N,47.7mm)(5N,64.8mm)(6N,85.5mm),

由乙数据可描点做出图象如图所示.

根据胡克定律F=k△x可知在F-△x图象中,图象的斜率表示劲度系数的大小,由图象的斜率可知:K≈58N/m.

对于甲同学的数据,因为只有前几个数据可认为在弹性范围内,由图中切线的斜率得,

k≈30(N/m)

(4)尽可能使伸长量在弹性范围内,同时有足够大的伸长量,以减小长度测量误差.

故答案为:(1)小于     (2)乙       (3)K≈58N/m,k≈30N/m

(4)尽可能使伸长量在弹性范围内,同时有足够大的伸长量,以减小长度测量误差.

单项选择题
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