某研究性学习小组的同学们做了以下两个关于弹簧的实验.
(1)在做探究弹簧弹力的大小与其伸长量的关系实验中,设计了如图1所示的实验装置.在弹簧两端各系一轻细的绳套,利用一个绳套将弹簧悬挂在铁架台上,另一端的绳套用来悬挂钩码.同学们先测出不挂钩码时弹簧的长度,再将钩码逐个挂在弹簧的下端,每次都测出相应的弹簧总长度L,再算出弹簧伸长的长度x,并将数据填在下面的表格中.(实验过程中,弹簧始终在弹性限度内)
悬挂钩码所受重力G/N | 0 | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 5.0 |
弹簧弹力大小F/N | 0.0 | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 5.0 |
弹簧的总长度L/cm | 6.0 | 7.9 | 10.1 | 12.0 | 14.2 | 15.9 |
弹簧伸长的长度x/cm | 0.0 | 1.9 | 4.1 | 6.0 | 8.2 | 9.9 |
②根据上述的实验过程,并对实验数据进行分析可知,下列说法中正确的是___.(选填选项前的字母)
A.弹簧弹力大小的变化量与弹簧长度的变化量成正比
B.该弹簧的劲度系数约为50N/m
C.若考虑到弹簧所受的重力,则此实验中弹簧劲度系数的测量值将比实际值偏大
D.在不挂钩码的情况下测量弹簧的长度时,需使弹簧在竖直方向上自然下垂的状态下测量
(2)研究性学习小组的同学将该弹簧放置在一个高度为h的水平桌面上,将其左端固定,右端与质量为m的小钢球接触.当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘,如图3所示.将钢球向左压缩弹簧一段距离x后由静止释放,钢球将沿水平方向飞出桌面,钢球在空中飞行一段距离后落到水平地面上,测得其水平飞行距离为s.该小组的同学想用这个装置探究弹簧将钢球弹出的过程中,弹簧弹力对钢球所做的功与此过程中钢球动能增量之间的关系.
①根据第(1)问的F-x图象,弹簧压缩量为4.00cm时,释放弹簧后,弹簧弹力对小球所做的功为___ J.(弹簧处于弹性限度内)
②同学们发现,当压缩弹簧的距离x不同时,钢球落地时的水平距离s也会不同.可以根据第(1)问中画出的F-x图象求出弹簧弹力对钢球所做的功,然后研究弹簧弹力对钢球所做的功W与此过程中钢球动能增量△Ek之间的关系.根据这样的思路同学们预测了几种不同的s-x关系图象,下列说法中正确的是___
A.s-x关系图象一定是一条过原点的直线,钢球的质量越大图线的斜率越大
B.s-x关系图象是一条不过坐标原点的直线
C.s-x关系图象一定是一条过原点的直线,弹簧的劲度系数越大图线的斜率越大
③在第(1)问的实验中是在弹簧处于竖直状态下测得弹簧的劲度系数k,而在第(2)问中弹簧是处于水平状态下使用,若弹簧的质量不可忽略,则在第(2)问弹簧处于水平状态下使用时的劲度系数k′将___ k(选填“大于”或“小于”).若用第(1)问中测得的k进行计算,则弹簧弹力对钢球所做的功W___ 钢球的动能增量△Ek.