题目内容

某学生想探究弹簧的形变与受到的拉力的关系,他选用刻度尺和四个相同的钩码进行如下的实验:将四个钩码依次挂到弹簧下面,分别测出弹簧的长度,得到如下的数据:
所挂钩码的个数0个1个2个3个4个
弹簧长度8cm10cm12cm14cm16cm
(1)由此可得出的结论是什么?
(2)弹簧下的钩码能否不断增加?原因是什么?
(3)如果现有和上面相同的两根弹簧L1 L2,组成如图甲乙两种装置,则甲图中L1、L2的长度各为多少厘米?乙图中弹簧L1、L2的长度为各为多少厘米?(弹簧的重力不计)

【答案】分析:(1)由表中数据可以看出,当钩码的个数为0时,弹簧的原长L=8cm;弹簧的伸长△L等于弹簧的长度L减去弹簧的原长L.钩码的个数每增加一个时,弹簧的伸长度就增加2cm,由此可以得出结论.
(2)弹簧的伸长是有限度的,不能超过它能够承受的拉力.
(3)甲图是每根弹簧都承受三个钩码的重力,根据表中的数据可以得出弹簧的长度;而乙图则是两根弹簧共同承担三个钩码的重力,即相当于每根弹簧承受1.5个钩码的重力,根据弹簧测力计的原理求出弹簧的长度L=L+△L.
解答:解:(1)当钩码的个数为0时,弹簧的原长L=8cm;挂1个钩码的重力时,弹簧伸长△L1=L-L=10cm-8cm=2cm;挂2个钩码的重力时,弹簧伸长△L2=L-L=12cm-8cm=4cm;挂3个钩码的重力时,弹簧伸长△L3=L-L=14cm-8cm=6cm;挂4个钩码的重力时,弹簧伸长△L4=L-L=16cm-8cm=8cm;由此可以得出结论:弹簧的伸长和所受的拉力成正比.
(2)不能.
原因是:弹簧的伸长是有限度的,不能超过它能够承受的拉力.
(3)甲图:因为L1、L2都承担三个钩码的重力,根据上表中的数据可以知道,当挂3个钩码的重力时,弹簧的长度为14cm,所以L1、L2都为14cm;
乙图:由于L1、L2一起承担三个钩码的重力,即相当于每根弹簧承受1.5个钩码的重力.根据弹簧的伸长和所受的拉力成正比以及表中的数据知道,挂1个钩码的重力时,弹簧伸长△L1=L-L=10cm-8cm=2cm;那么,挂1.5个钩码的重力时,弹簧的长度L1=L2=L+△L=8cm+1.5×2cm=11cm;所以L1、L2都为11cm.
点评:此题主要考查的是弹簧的伸长与所受的拉力的关系,以及运用这一关系来解决生活中的实际问题的能力.
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