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2005~2021高中物理力学实验-胡克定律类汇编打包
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2021年 广东卷 202107
11.(2021·广东卷,11)某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数。缓冲装置如图所示,固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30°,弹簧固定在有机玻璃管底端。实验过程如下:先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺,再将单个质量为200 g的钢球(直径略小于玻璃管内径)逐个从管口滑进,每滑进一个钢球,待弹簧静止,记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数Ln,数据如表所示。实验过程中弹簧始终处于弹性限度内。采用逐差法计算弹簧压缩量,进而计算其劲度系数。

n 1 2 3 4 5 6
Ln/cm 8.04 10.03 12.05 14.07 16.11 18.09

(1)利用ΔLi=Li+3-Li(i=1,2,3)计算弹簧的压缩量:ΔL1=6.03 cm,ΔL2=6.08 cm,ΔL3=　　　　 cm,压缩量的平均值 = =　　　　 cm;
(2)上述 是管中增加　　　　个钢球时产生的弹簧平均压缩量;
(3)忽略摩擦,重力加速度g取9.80 m/s2,该弹簧的劲度系数为　　　　 N/m(结果保留3位有效数字)。
解析:(1)ΔL3=L6-L3=18.09 cm-12.05 cm=6.04 cm,压缩量的平均值 = =6.05 cm。
(2)根据(1)问可知, 为增加3个钢球时产生的平均压缩量。
(3)根据胡克定律的推论可知,3mgsin θ=k ,代入数值解得k=48.6 N/m。
答案:(1)6.04　6.05　(2)3　(3)48.6