题目内容

15.小华同学在探究“弹簧长度与外力的变化关系”时,找来一根弹簧以及几个相同质量的钩码,她先用弹簧来做实验,并记录了相应的数据,如下表:
钩码总重/N00.51.01.52.02.53.03.54.0
指针位置/cm2.53.03.54.04.55.05.55.85.8
弹簧的伸长量/cm00.51.01.52.02.533.33.3
(1)分析数据,小华可以得出的结论是:在弹簧的弹性范围内,弹簧的伸长量跟所受拉力成正比;
(2)小华根据实验数据作出“弹簧长度与外力的变化关系”图象,如图所示的B图(填序号)

(3)弹簧测力计加一些小配件,你是否可以设计制造出一个能测出液体密度的“密度秤”呢?小亮看到这个课题后,经过论证和试验,在秤钩下挂一个容积为100mL、重为0.5N的容器,然后在测力计的某些刻度上标上密度值,就制成了一杆简单而实用的液体密度秤 (如图D所示).只要在容器中加100mL的待测液体,就可以直接“称”出该液体的密度.在这测力计上,密度为“0”刻度应标在原刻度0.5N处.此“密度秤”的测量范围是0~4.5g/cm3.(g=10N/kg)

分析 (1)从所给数据看:弹簧原长2.5cm,在拉力小于或等于3N以前,钩码拉力增加弹簧的伸长量也增加,且成正比;
(2)明确横、纵坐标所代表的物理意义,然后抓住两个关键点进行解答:①当F=0N时,弹簧长度2.5cm;②当F≥3.5N时,弹簧的长度不再变化;
(3)容器中还没有倒入液体时,容器重力为0.5N,所以示数为0.5N时,即密度秤的零刻度;
当容器中倒入100ml的待测液体,测力计示数为最大值5N刻度处,求出待测液体的重力,再计算出质量,知道待测液体的体积,求出待测液体的密度.

解答 解:
(1)从表中数据知:钩码的拉力每增加0.5N,弹黄的伸长量也增加0.5cm,所以弹黄的伸长量与钩码的拉力是正比例关系,前提是钩码的拉力不能大于3.0N.
(2)结合表中数据读图象可知,弹簧的原长为2.5cm,所以横坐标应从2.5cm处开始,所以A错误;当超过弹簧的弹性限度,即使再增加物体的重力,弹簧也不会再伸长,故C错误;所以只有B符合题意.
(3)容器挂在秤钩上,示数为0.5N,容器的重力为0.5N,所以示数0.5N,即密度秤的零刻度;
容器中倒入100ml的待测液体,测力计示数为最大值5N时,
液体的重力为:G=5N-0.5N=4.5N,
液体的质量为:m=$\frac{G}{g}$=$\frac{4.5N}{10N/kg}$=0.45kg,
液体的体积:V=100ml=100cm3=1×10-4m3,
液体的密度为:ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.45kg}{1×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=4.5×103kg/m3=4.5g/cm3.
所以,此“密度秤”的测量范围是0~4.5g/cm3.
故答案为:(1)伸长量;(2)B;(3)0.5;0~4.5.

点评 本题考查了弹簧的性质及弹簧测力的原理,结合这一知识点还考查了学生的读图能力,要求学生能熟练的应用弹簧的性质和弹簧测力计解决实际问题.

练习册系列答案
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8.小明利用如图所示的装置,探究在水平面上阻力对物体运动的影响,进行如下操作:

a、如图甲,将毛巾铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离.
b、如图乙,取下毛巾,将棉布铺在斜面和木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离.
c、如图丙,取下棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离.
请针对以上操作回答下列问题:
(1)以上操作中错误的一次是b(选填“a”、“b”或“c”).
(2)对比两次正确实验操作能说明:小车受到的阻力越小,通过的距离越远.下图中是小车从斜面上滑下,并在水平面上继续滑动,如图丁所示.请分别画出小车在斜面和水平面时所受弹力的示意图.
(3)纠正错误后,多次实验进行分析,并进一步推测:在水平面上滑行的小车,如果受到的阻力为零,它将保持匀速直线.
(4)为了得出科学结论,三次实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑,这样做的目的是:使小车从斜面上同一位置到达底端水平面时速度相同.
(5)在水平面滑行的小车受到的重力和小车对水平面的压力不是(“是”或“不是”)一对平衡力.
(6)上述探究实验中用到的科学研究方法是控制变量法.(写一种即可)

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