Question

某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度（圈数）的关系．实验装置如图所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P₀、P₁、P₂、P₃、P₄、P₅、P₆分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，P₀指向0刻度．设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x₀；挂有质量为0.100 kg的砝码时，各指针的位置记为x．测量结果及部分计算结果如下表所示（n为弹簧的圈数，重力加速度取9.80 m/s²）．已知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88 cm．

（1）将表中数据补充完整：①________；②________．

	P1	P2	P3	P4	P5	P6
x0（cm）	2.04	4.06	6.06	8.05	10.03	12.01
x（cm）	2.64	5.26	7.81	10.30	12.93	15.41
n	10	20	30	40	50	60
k（N/m）	163	①	56.0	43.6	33.8	28.8
（m/N）	0.0061	②	0.0179	0.0229	0.0296	0.0347

（2）以n为横坐标，为纵坐标，在答题卷给出的坐标纸上画出－n图像．

（3）题（2）图中画出的直线可近似认为通过原点．若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k＝_____N/m；该弹簧的劲度系数k与其自由长度l₀（单位为m）的关系的表达式为k＝_____N/m．

Answer

（1）①81.7 ②0.0122（2）如图所示（3）（1.67—1.83）×103/n、（3.31—3.62）/l0

【解析】

试题

（1）①中；

②

（2）图线如图：

（3）③由图线可知直线的斜率为，故直线方程满足，即（N/m）（在之间均可）

④由于60匝弹簧的总长度为11.88cm；则n匝弹簧的原长满足，代入可得：。（在之间均可）