Question

11．在弹性限度内，弹簧受到拉力越大，弹簧越长．但是，用同样大小的力去拉两只不同的弹簧，伸长的长度却不同，这说明弹簧的伸长还与弹簧本身有关，可用刚性系数来表示，刚性系数大的弹簧不容易被拉伸．为了研究弹簧的刚性系数与下列因素的关系，通过实验取得如表数据（其中：S为金属丝横截面积，n为弹簧匝数，r为弹簧半径，A为弹簧的刚性系数）．

组号	材料	S/m2	n	r/m	A/（N•m-1）
1	铜	3x10-6	100	1x10-2	90
2	钢	3x10-6	100	1x10-2	180
3	铜	3x10-6	100	1x10-2	360
4	钢	3x10-6	200	1x10-2	90
5	钢	3×10-6	200	2×10-2

请回答：
（1）比较2、4组数据可得弹簧刚性系数与弹簧匝数的关系．
（2）如果用粗细相同的铜丝和钢丝做成匝数和半径相同的弹簧，都用1ON的力拉伸时，用铜丝做成的弹簧变得更长．
（3）为完成整个探究还需增加一组实验（与第4组形成对照），把数据填在第5组表格内．

Answer 1

分析 （1）弹簧的匝数越多，弹簧的刚性系数越大；
（2）通过表格可以看出铜与钢谁的刚性系数更大，再根据相同条件下，刚性系数越大的弹簧越难被拉伸这一规律可做出判断；
（3）运用控制变量法，与第四组数据形成对照，得出答案．

解答 解：（1）2、4组实验数据中材料相同、弹簧的匝数不同，该实验数据说明弹簧的匝数越多，弹簧的刚性系数越大；
（2）比较实验数据1、2，当金属丝的横截面积S、弹簧的匝数n、弹簧的半径r均相同时，铜的刚性系数小于钢的刚性系数，即用粗细相同的铜丝和钢丝做成匝数和半径相同的弹簧，都用10N的力拉伸时，用铜做成的弹簧变得更长；
（3）为完成整个探究，与第4组数据形成对照，运用控制变量法，要控制弹簧的材料、金属丝横截面积，弹簧匝数相同，改变弹簧半径，故表中依次填写：钢、3×10^-6、200、2×10^-2，如下表所示：

组号	材料	S/m2	n	r/m	A/（N•m-1）
1	铜	3×10-6	100	1×10-2	90
2	钢	3×10-6	100	1×10-2	180
3	铜	3×10-6	100	1×10-2	360
4	钢	3×10-6	200	1×10-2	90
5	钢	3×10-6	200	2×10-2

故答案为：（1）2、4；
（2）铜；
（3）钢；3×10^-6；200；2×10^-2．

点评 本题考查了弹簧的性质，结合这一知识点还考查了学生的设计实验能力，要求学生能熟练的应用弹簧的性质和弹簧测力计解决实际问题．