题目内容

1.小明用如图甲所示的装置来探究“弹簧的伸长跟拉力的关系”.弹簧的一端固定在木板上,他先在木板上标上0~7.00cm的刻度.把木板竖直放置,在弹簧下端挂钩码(每个钩码的质量为50g).实验数据记录如下表.
(1)当挂三个钩码时,指针所对刻度如图乙,请在表中填写此时弹簧的长度和弹簧的伸长量.
(2)分析表中弹簧的伸长跟拉力的数据,你能得到的结论是在弹性限度内,弹簧的伸长与拉力成正比.
(3)小明想用该装置设计一个直接测量液体密度的“密度秤”,他找来一个质量为100g的小桶,挂在弹簧下面的挂钩上,测量时,在桶中加满待测液体,根据指针指示的刻度,就能直接读出液体的密度.
①该“密度秤”的零刻度线应在3.00cm刻度处.
②在桶中加满水,指针指在4cm刻度处,如图丙,则该小桶的容积是100cm3.
③该“密度秤”能测量的最大的密度是4g/cm3.
④利用现有的长度刻度线作为该“密度秤”的刻度线,则该“密度秤”的分度值是0.01g/cm3.
⑤小明想增大该“密度秤”的量程,在不更换弹簧的前提下,你的办法是减小桶的质量(只要一种即可).
钩码个数012345678910
弹簧长度/cm2.002.503.004.004.505.005.506.006.507.00
弹簧的伸长/cm00.501.002.002.503.003.504.004.505.00

分析 (1)先判断出刻度尺的最小分度值,再读出弹簧原长和弹簧的伸长量;
(2)分析表中数据得出弹簧的伸长和拉力成正比;
(3)①由甲乙知弹簧伸长1cm时的拉力判断出该“密度秤”的零刻度线;
②算出指针指在4cm刻度处的拉力,算出水的重力和质量,根据密度公式算出小桶的容积;
③④根据刻度尺的量程判断出该“密度秤”能测量的最大的密度和该“密度秤”的分度值;
⑤根据测量原理分析增大量程的方法.

解答 解:(1)由图中额定刻度尺的最小分度值为1mm,弹簧的原长为2.00cm,现在弹簧的长度为3.50cm,故弹簧的伸长为3.50cm-2.00cm=1.50cm;
(2)分析表中数据得出:在弹性限度内,弹簧的伸长与拉力成正比;
(3)①由甲乙知当挂3个钩码时即150g时弹簧伸长1.50cm,$\frac{150g}{1.50cm}$=100g/cm,即伸长1cm时物体的质量为100g;
故当质量为100g的小桶挂在弹簧下面的挂钩上时,弹簧伸长1.00cm,长度变为3.00cm,即该“密度秤”的零刻度线在3.00cm处;
②在桶中加满水,指针指在4cm刻度处,伸长4.00cm-3.00cm=1.00cm,故桶中水的质量为100g;
根据ρ=$\frac{m}{V}$得
V容=V水=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{100g}{1g/c{m}^{3}}$=100cm3;
③该“密度秤”能测量的最大质量为m大=100g/cm×(7.00cm-3.00cm)=400g,
该“密度秤”能测量的最大的密度为:ρ=$\frac{{m}_{大}}{V}$=$\frac{400g}{100c{m}^{3}}$=4g/cm3;
④由图知3.00cm~7.00cm之间有40个格,故该“密度秤”的分度值是:$\frac{4g/c{m}^{3}}{40}$=0.01g/cm3;
⑤在测力计刻度一定的情况下,减小桶的质量,可增大该秤的称量范围.
故答案为:(1)

钩码个数012345678910
弹簧长度/cm2.002.503.003.504.004.505.005.506.006.507.00
弹簧的伸长/cm00.501.001.502.002.503.003.504.004.505.00
(2)在弹性限度内,弹簧的伸长与拉力成正比;(3)①3.00;②100;③4;④0.01;⑤减小桶的质量.

点评 本题重点考查测量液体密度实验步骤和原理,关键是平时要注意知识的积累,记忆测量的方法和原理;重点是记住测量密度的原理和测量步骤.

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