某实验小组探究弹簧的劲度系数
与其长度(圈数)的关系;实验装置如图(a)所示:一均匀长弹簧竖直悬挂,7个指针
、
、
、
、
、
、
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,
指向0刻度;设弹簧下端未挂重物时,各指针的位置记为
;挂有质量为
砝码时,各指针的位置记为
;测量结果及部分计算结果如下表所示(
为弹簧的圈数,取重力加速度为
).已知实验所用弹簧的总圈数为60,整个弹簧的自由长度为
.

|
P1
|
P2
|
P3
|
P4
|
P5
|
P6
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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
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56.0
|
43.6
|
33.8
|
28.8
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1/k(m/N)
|
0.0061
|
②
|
0.0179
|
0.0229
|
0.0296
|
0.0347
|
(1)将表中数据补充完整:①,②;
(2)以
为横坐标,
为纵坐标,在图(b)给出的坐标纸上画出
图象;

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