题目内容
10.为制作弹簧测力计,某物理实验小组对弹簧的伸长与拉力的关系作了探究.如表是他们利用甲、乙两根不同的弹簧做实验时所记录的数据.表一:
| 甲弹簧受到的拉力/N | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 甲弹簧的长度/cm | 6.0 | 9.0 | 12.0 | 15.0 | 18.0 | 21.0 | 24.0 |
| 乙弹簧受到的拉力/N | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 乙弹簧的长度/cm | 6.0 | 7.5 | 9.0 | 10.5 | 12.0 | 13.5[ | 14.0 |
②在拉力相同的情况下,甲弹簧伸长的长度比乙弹簧长(选填“长“或“短”).
(2)若分别使用甲、乙两弹簧制成A、B两弹簧测力计,要求所制成的弹簧测力计的量程尽可能大一点,则所制成的弹簧测力计量程较大的是B(选填“A”或“B”下同)测力计,精确度较高的是A测力计.
分析 (1)①分析表一和表二数据,弹簧受到的拉力为0时,弹簧的长度是原长,用弹簧的长度减去弹簧的原长即为弹簧伸长的长度,计算出弹簧伸长的长度分析它与所受拉力的关系;
②根据表中数据分析,在拉力相同的情况下甲弹簧伸长的长度和乙弹簧伸长的长度的关系;
(2)比较量程实质是比较在弹簧的伸长相同时弹簧所受拉力的关系,因此可根据甲乙弹簧在拉力相同时甲弹簧伸长的长度大于乙弹簧伸长的长度,得出在弹簧的伸长相同时,甲弹簧所受拉力小于乙弹簧所受拉力,从而得出结论;
同样比较测力计的精度实质是在弹簧的拉力相同时比较弹簧伸长的长度,弹簧伸长的长度大的测力计,示数间的间距较大,刻刻度时可以刻得更小,精度更高.
解答 解:(1)①根据表格数据可以得出,不论是甲弹簧还是乙弹簧,弹簧受到的拉力越大,弹簧伸长的长度越长,弹簧伸长的长度与弹簧受到的拉力之比是定值,即在一定条件下,弹簧伸长的长度与它所受的拉力成正比;
②根据表中数据可知,在拉力相同的情况下甲弹簧伸长的长度比乙弹簧伸长的长度长;
(2)根据“在拉力相同时甲弹簧伸长的长度大于乙弹簧伸长的长度”可得出:在弹簧的伸长相同时,甲弹簧所受拉力小于乙弹簧所受拉力.由题意知,A、B两弹簧测力计分别使用了甲、乙两弹簧,它们的外壳相同,刻度线分布情况相同即两弹簧的伸长相同,则甲弹簧所受拉力小于乙弹簧所受拉力,即甲弹簧测力计的量程小于乙,量程较大的是B测力计;
同样根据“在拉力相同时甲弹簧伸长的长度大于乙弹簧伸长的长度”可知,在拉力相同时用甲弹簧做成的测力计,示数间的间距较大,刻刻度时可以刻得更小,因此用甲弹簧做成的测力计精度更高,即精度较高的是A测力计.
故答案为:
(1)①在一定范围内,弹簧伸长的长度与受到的拉力成正比;②长;(2)B;A.
点评 本题考查学生分析实验数据的能力又考查学生应用获取的信息解决问题的能力,还考查学生利用控制变量法设计实验的能力.
| 序号 | 物质 | 质量/g | 体积/cm3 | 质量/体积(g/cm3) |
| 1 | 铝块1 | 54 | 20 | 2.7 |
| 2 | 铝块2 | 108 | 40 | 2.7 |
| 3 | 松木1 | 108 | 216 | 0.5 |
| 4 | 松木2 | 10 | 20 |
(2)比较1、2数据可得到的结论:同种物质,它的质量与它的体积成正比.
(3)比较2、3数据可得到的结论:质量相同的不同物质,它们的体积是不同的.
(4)比较1、4两次数据,可得到的结论是:体积相同的不同物质,质量和体积比值不同.
| 钩码质量/g | 0 | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 400 |
| 指针位置/cm | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 8 |
(2)分析数据,小华可以得出的结论是:在拉力不大于3N的情况下,弹簧的伸长跟钩码的拉力成正比;
(3)小华同学根据实验数据所作的“弹簧长度与外力的变化关系”图象,应该是下面B图(填序号)所示的图象.
(4)小明同学根据实验数据另外作出了“弹簧伸长长度与外力的变化关系”图象,发现该图线也不过原点,你认为原因是弹簧自身的重力使弹簧伸长.
(1)要完成实验,除了需要如图1所示的一根两头带钩的弹簧、若干相同的钩码(每个钩码重力已知)、铁架台以外,还需要的测量仪器是刻度尺.进行实验后小明记录数据如下表,表中数据明显错误的是第4次实验.
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 拉力(钩码总重)F/N | O | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 弹簧伸长量△L/cm | O | 0.40 | 0.80 | 1.70 | 1.60 | 2.00 | 2.40 |
(3)由图象可验证小明的猜想是正确的(填“正确”或“错误”).
(4)小华认为实验中可以用弹簧测力计代替钩码.他独自实验的过程是:用弹簧测力计挂钩勾住弹簧下端向下拉来改变力的大小,力的数值由弹簧测力计读出.你认为独自完成实验用弹簧测力计好,还是用钩码更好一些?答:用钩码更好;理由是:弹簧测力计难控制,力的大小、弹簧的伸长量不易确定.
| 钩码质量/g | 0 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 |
| 指针位置/cm | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 14 |
(1)指出实验操作中的错误之处:所挂钩码超过弹簧的弹性限度;
(2)分析数据,得出结论:在拉力不大于4N的情况下,弹簧伸长的长度与拉力成正比;
(3)这一结论在生活中的应用是弹簧测力计;
(4)该同学作出了弹簧受力与弹簧伸长长度的关系图,如图乙所示.其中正确的图象是a.