题目内容

3.小明同学利用如图所示的实验装置探究弹簧的长度跟外力的变化关系,记录的实验数据如下表(g取10N/kg):
 钩码质量(g) 50 100 150 200 250 300 350 400
 指针示数(cm) 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 7.8 7.8 7.8
(1)根据这项研究制作的测量仪器是弹簧测力计;
(2)分析实验数据我们可得到的结论是在弹性限度内,弹簧的伸长与所受的拉力成正比;
(3)该弹簧原长是5cm,若用该弹簧制作一只弹簧测力计,其量程为0~2.5N.

分析 (1)弹簧测力计是根据在弹性限度内弹簧的伸长与所受的拉力成正比;
(2)当钩码质量为0时,指针所指的位置即为弹簧的原长,随着拉力的增加,弹簧逐渐伸长,比较弹簧伸长与拉力大小的关系,可得出其变化规律;
(3)当弹簧受到的拉力为零时,弹簧的长度为弹簧的原长;当弹簧的伸长量不发生变化前的最大测量,即为弹簧的量程.

解答 解:(1)实验研究的是弹簧长度和外力的关系,在已学的物理仪器中,弹簧测力计符合该实验的实际应用;
(2)由表中数据知:由表中数据可知:在50~250g的范围内,弹簧的长度随物体质量的增大而加长,即:在弹性限度内,弹簧的伸长与所受的拉力成正比;
(3)根据表中数据可知,当所挂钩码为0时,弹簧的长度为5cm,因此弹簧的原长为5cm;
当弹簧的长度为7.8cm时,弹簧的长度不会改变,因此当弹簧伸长7.5cm时所受的拉力即为弹簧的量程,即F=G=mg=0.25kg×10N/kg=2.5N,即量程为0~2.5N.
故答案为:(1)弹簧测力计;(2)在弹性限度内,弹簧的伸长与所受的拉力成正比;(3)5;0~2.5.

点评 本题通过探究弹簧的长度跟外力的变化关系得出在弹性限度范围内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比这一结论.考查的难点在于对图象的判断,要明确弹簧的原长在图象中的体现和超过弹性限度时弹簧的长度不变,是解答正确的关键.

练习册系列答案
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12.小明和同学们探究杠杆的平衡条件,以小组为单位分别进行实验.
(1)将杠杆支在铁架上,杠杆静止时如图甲所示,要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向右端调节.
①如图乙,第一组同学分别在杠杆两侧挂钩码,移动钩码,使杠杆重新在水平位置平衡,完成两次实验,记录的数据如表所示.
②如图丙,第二组同学在杠杆左侧挂钩码,右侧用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使杠杆重新在水平位置平衡,完成两次实验,记录的数据如表所示.
③如图丁,第三组同学在杠杆右侧挂钩码,并用弹簧测力计在另一位置竖直向上拉杠杆,使杠杆重新在水平位置平衡.完成两次实验,记录的数据如表所示.
 组别 次数 动力F1/N动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm
 第一组 第一次 1 8 1 8
 第二次 0.5 14 1 7
 第二组 第一次 1.5 10 0.75 15
 第二次 1 20 0.75 10
 第三组 第一次 1.5 10 1 15
 第二次 2 6 0.5 24
(2)第一、三组同学归纳分析数据后得到相同的结论:F1l1=F2l2,第二组同学的数据有一点差异,分析其中的原因是弹簧测力计倒着使用时,弹簧自重对杠杆平衡有影响.
(3)找出原因后,第二组同学也得到了同样的结论,通过不同方法得到同样结论,这种做法的优点是可以避免偶然性,使得到的规律更具有普遍性.
(4)第一组的数据中有一次动力臂与阻力臂相等,这类杠杆是等臂杠杆,此类杠杆的应用有天平(请举一例).

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