题目内容

3.小明弯曲手中的锯片,发现锯片形变量(弯曲程度)与所用拉力大小有关,同时他猜想,形变量可能还与锯片的长度有关,于是他和同学合作进行了如图所示实验,将长度不同的同种材料组成的两根锯片分别夹于厚书内,伸出的长度(简称长度)用L表示,锯片形变量(弯曲程度)用末端量△x表示,对锯片的拉力用F表示,其大小等于弹簧测力计读数.实验数据分别如下表一、表二所示:
表一
实验序号123
长度L(厘米) 252525
拉力F(牛)0.090.180.36
形变量△x(厘米)1.536
表二
实验序号456
长度L(厘米)  151515
拉力F(牛)0.090.180.36
形变量△x(厘米)124
①分析表一、表二中实验序号1、2、3或4、5、6的数据及相关条件,可归纳出的初步结论是:同种材料组成的长度相同的锯片,形变量与所用拉力大小成正比;
②分析表一、表二中实验序号1与4或2与5或3与6的数据及相关条件,可归纳出初步结论是:同种材料组成的长度不同的锯片,当所用拉力大小相同时,长度越小,形变量越小.
③请进一步综合分析比较表一、表二中的数据及相关条件,并归纳得出结论.
(a)分析比较表一或表二中的数据及相关条件,可得出的初步结论是:同种材料组成的锯片,长度相同,形变量与所用拉力大小的比值相同;
(b)分析比较表一和表二中的数据及相关条件,可得出的初步结论是:同种材料组成的锯片,长度越小,形变量与所用拉力大小的比值越小.

分析 (1)分析表一、表二中1、2、3组数据或4、5、6组数据,锯片的长度相同,分析锯片的拉力和形变量的变化关系得出结论;
(2)根据结论,要从表格中确定形变相同但长度不同的锯片;
(3)通过同一表格中的拉力F与形变量△x的比值相同,可得同种材料组成的长度相同的锯片,拉力F与形变量△x的比值相同;通过两个表格中同种材料组成的长度相同的锯片,拉力F与形变量△x的比值不同,并比较可得出比值与长度的关系.

解答 解:(1)分析表一、表二中1、2、3组数据或4、5、6组数据,锯片的材料相同,长度相同,形变越大,拉力越大,且形变量增大为原来的几倍,拉力也增大为原来的几倍,可得同种材料组成的长度相同的锯片,拉力与形变量大小成正比;
(2)表一、表二中1与4,2与5,3与6,材料相同、拉力相同,锯片的长度不同,且长度越小,形变量越小,故得出:同种材料组成的长度不同的锯片,当所用拉力大小相同时,长度越小,形变量越小;
(3)表一中拉力F与形变量△x的比值都为0.06;表二中拉力F与形变量△x的比值都为0.09,可得同种材料组成的长度相同的锯片,拉力F与形变量△x的比值相同;同种材料组成的长度不同的锯片,拉力F与形变量△x的比值不同,且长度越小,比值越大;
a、故由表一或表二得出:同种材料组成的锯片,长度相同,形变量与所用拉力大小的比值相同;
b、由表一和表二得出:同种材料组成的锯片,长度越小,形变量与所用拉力大小的比值越小.
故答案为:(1)同种材料组成的长度相同的锯片,形变量与所用拉力大小成正比;(2)1与4或2与5或3与6;(3)a、同种材料组成的锯片,长度相同,形变量与所用拉力大小的比值相同;b、同种材料组成的锯片,长度越小,形变量与所用拉力大小的比值越小.

点评 此题是探究锯条弯曲的难易程度的影响因素,考查了控制变量法的应用,及对实验数据的分析.

练习册系列答案
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14.某小组同学研究柱形物体浸入液体的过程中液体对容器底部压力的变化情况,他们将高H为0.15米、横截面积为S的圆柱体挂在测力计下,并将其逐步浸入同一容器的液体中(液体不溢出),如图所示,记录其下表面到水面的距离h,计算出相邻两次实验中h的变化量△h,并测得容器底部受到液体的压力F,将数据记录在表一中.然后,他们变换液体重复实验,将数据记录在表二中.(已知:ρ1>ρ2
表一(液体密度为ρ1
实验
序号
h
(米)
F
(牛)
△h
(米)
△F
(牛)
1020.00.011.0
20.0121.0
30.0222.00.022.0
40.0424.0
50.0525.00.033.0
60.0828.0
70.1535.00.010
80.1635.0
表二(液体密度为ρ2
实验
序号
h
(米)
F
(牛)
△h
(米)
△F
(牛)
9020.00.010.8
100.0120.8
110.0221.60.021.6
120.0423.2
130.0524.00.032.4
140.0826.4
150.1532.00.020
160.1732.0
①分析比较实验序号1~6或9~14中△F与△h的数据及相关条件,可得出的初步结论是:在圆柱体没有全部浸没液体中之前,圆柱体浸入同种液体的过程中,△F与△h的比值是一个定值.
②分析比较实验序号1~6和9~14中△F与△h的数据及相关条件,可得出的初步结论是:在圆柱体没有全部浸没液体中之前,在圆柱体浸入不同种液体过程中,△F与△h的比值是不同的,液体密度越大,比值越大.
③分析比较实验序号7、8或15、16中的数据及相关条件,发现数据与上述的结论不相符合,简述数据与小红结论不符的原因圆柱体完全浸没,在液体中的深度增加,但液体的深度不再发生变化.
④请进一步综合分析表一、表二的相关数据,并归纳得出结论.
该小组同学认为物体浸入液体的过程中容器底部受到液体压力的增加量△F除了与h和液体种类有关之外,可能还与物体自身的形状有关,为了验证自己的想法,需添加的器材为正方体乙.  
器材:
圆柱体甲     高   H=0.15米   横截面积 2S;
正方体乙    边长H=0.15米     横截面积 S;
圆柱体丙     高   H=0.2米    横截面积 S.
18.小宇以一定速度将石子向斜上方抛出去,石子所做的运动叫斜抛运动.他想怎样才能将石子抛得更远呢?于是他找来小丽一起做了如下探究:他们用如图1所示的装置来做实验,保持容器水平,让喷水嘴的位置不变,用开关控制水喷出的速度.

(1)首先让喷水嘴的方向不变(即抛射角不变)做了三次实验:第一次让水的喷出速度较小,这时水喷出后落在容器的A点;第二次,让水的喷出速度稍大,水喷出后落在容器的B点;第三次,让水的喷出速度最大,水喷出后落在容器的C点.小宇和小丽经过分析得出如下结论:在抛射角一定时,当物体抛出的速度越大,抛出的距离就越远.
(2)然后控制开关让水喷出的速度不变,让水沿不同方向喷出,如图2又做了几次实验,得到如下的数据:
喷嘴与水平方向的夹角15°30°45°60°75°
落点的喷嘴的水平距离5086.610086.650
小宇和小丽对上述数据进行了归纳分析,得出的结论是:在速度一定时,随着物体抛出时与水平方向夹角的增大,抛出距离先是越来越大,然后越来越小.当夹角为45°时,抛出距离最大.
(3)小宇和小丽总结了一下上述探究过程,他们明确了斜抛物体在水平方向上飞行的距离与速度和抛射角的关系,他们感到这次探究的成功得益于探究过程中两次较好地运用了控制变量法.

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