Question

2．小华利用如图甲所示装置“探究弹簧的伸长跟外力的关系”时，记录数据如表：

钩码质量/g	0	100	200	300	400	500
指针位置/cm	2	4	6	8	10	14

实验结束，当去掉钩码后，指针指在2.5cm刻度线处．
（1）指出实验操作中的错误之处：所挂钩码超过弹簧的弹性限度；
（2）分析数据，得出结论：在拉力不大于4N的情况下，弹簧伸长的长度与拉力成正比；
（3）这一结论在生活中的应用是弹簧测力计；
（4）该同学作出了弹簧受力与弹簧伸长长度的关系图，如图乙所示．其中正确的图象是a．

Answer 1

分析 （1）根据弹簧测力计的原理判断错误之处；
（2）根据弹簧测力计的原理得出结论；
（3）弹簧测力计的原理：在弹性限度内，弹簧的伸长与所受拉力成正比．
（4）明确横、纵坐标所代表的物理意义，然后抓住两个关键点：①当F=0N时，弹簧长2cm；②当F=0.5kg×10N/kg=5N时，弹簧的伸长与所受拉力比值发生改变．

解答 解：（1）从表中可以看出，当钩码质量为0时，指针位置指在2cm，说明弹簧原长为2cm，如果去掉钩码后，弹簧的长度为2.5cm，说明无法回到原长，这是因为所挂钩码超过了弹簧的弹性限度；
（2）从表中数据可知，在钩码质量不超过400g时，即拉力不超过F=G=mg=0.4kg×10N/kg=4N的情况下，钩码的质量每增加100g，弹簧伸长2cm，说明弹簧伸长的长度与拉力成正比．
（3）弹簧测力计就是根据在弹簧的弹性范围内，弹簧的伸长量与其所受拉力成正比的特点制成的；
（4）当弹簧不受拉力时，伸长量为0cm；在弹簧弹性限度内，弹簧的伸长量与拉力是成正比的；超过弹簧的弹性限度时，弹簧的伸长量与拉力不成正比，故a正确，bc错误．
故答案为：（1）所挂钩码超过弹簧的弹性限度；（2）4；弹簧伸长的长度与拉力成正比；
（3）弹簧测力计；（4）a．

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．