Question

15．某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时，将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂，测出其自然长度L₀；然后在其下部施加外力F，测出弹簧的总长度L，改变外力F的大小，测出几组数据，作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示．（本实验过程中未超出弹簧的弹性限度）．由图可知该弹簧的自然长度为0.10m；该弹簧的劲度系数为50N/m．（计算结果均保留两位有效数字）

Answer 1

分析 该题考察了应用弹力与弹簧长度关系的图象分析问题，由图线和坐标轴交点的横坐标表示弹簧的原长可知弹簧的原长．再由胡克定律可求出弹簧的劲度系数．

解答 解：当外力F大小为零时，弹簧的长度即为原长，
由图线和坐标轴交点的横坐标表示弹簧的原长，
可知弹簧的原长为：L₀=10cm=0.10m；
当拉力为10.0N时，弹簧的形变量为：x=30-10=20cm=0.2m
图线的斜率是其劲度系数，
由胡克定律F=kx得：
k=$\frac{F}{x}$=$\frac{10}{0.2}$N/m=50N/m，
故答案为：0.10，50．

点评 该题要求要会从图象中正确地找出弹簧的原长及在各外力作用下弹簧的长，并会求出弹簧的形变量，在应用胡克定律时，要首先转化单位，要知道图线与坐标轴的交点的横坐标是弹簧的原长．知道图线的斜率即为弹簧的劲度系数