题目内容
(1)为了验证“当质量一定时,物体的加速度与它所受的合外力成正比”.一组同学用图甲所示的装置进行实验,并将得到的实验数据描在图13乙所示的坐标图中.①在图乙中作出a-F图线.
②由a-F图线可以发现,该组同学实验操作中遗漏了______这个步骤.
③根据a-F图线可以求出系统的质量是______(保留两位有效数字).
(2)通过《探究弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系》实验,我们知道在弹性限度内,弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长(或压缩)量x成正比,并且不同的弹簧,其劲度系数不同.已知一根原长为L、劲度系数为k1的长弹簧A,现把它截成长为
甲同学:既然是同一根弹簧截成的两段,所以,k1=k2=k3
乙同学:同一根弹簧截成的两段,越短劲度系数越大,所以,k1<k2<k3
丙同学:同一根弹簧截成的两段,越长劲度系数越大,所以,k1>k2>k3
①为了验证猜想,可以通过实验来完成.实验所需的器材除铁架台外,还需要的器材有.
②简要写出实验步骤.
③如图是实验得到的图线.根据图线得出弹簧的劲度系数与弹簧长度有怎样的关系?
【答案】分析:(1)解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项.
作出a-F图线应该采用描点法拟合呈一条倾斜的直线.
(2)根据胡克定律列方程,确定待测量和实验器材;弹簧的劲度系数与弹簧长度成反比.
解答:解:(1)如图

②从上图中发现直线没过原点,当F≤0.16N时,a=0.也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0,说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消呢.该组同学实验操作中遗漏了平衡摩擦力这个步骤.
③根据a-F图线可以求出a-F图线的斜率即物体的加速度.
所以加速度a=0.40kg
(2)①需要测量劲度系数,根据mg=kx,故需要钩码,还需要刻度尺测量伸长量;
②实验步骤:
a、将弹簧B挂在铁架台上,用刻度尺测量其长度LB
b、将弹簧B的下端挂上钩码,记下钩码的个数并用刻度尺测量弹簧长度L1
c、由F=mg计算弹簧的弹力,由x=L1-LB计算出弹簧伸长度,由k=
计算弹簧的劲度系数
d、改变钩码个数重复b、c并求出B的劲度系数K2的平均值
③同一根弹簧上截下的几段,越短弹簧劲度系数越大
故答案是:(1)①见上图;
②平衡摩擦力;③0.40kg
(2)①钩码、刻度尺
②见上
③同一根弹簧上截下的几段,越短弹簧劲度系数越大
点评:(1)教科书本上的实验,我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚.
实验的图象描绘,物理结合数学的应用都值得注意.
(2)本题关键明确实验原理,也可以通过胡克定律进行理论探究,基础题.
作出a-F图线应该采用描点法拟合呈一条倾斜的直线.
(2)根据胡克定律列方程,确定待测量和实验器材;弹簧的劲度系数与弹簧长度成反比.
解答:解:(1)如图
②从上图中发现直线没过原点,当F≤0.16N时,a=0.也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0,说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消呢.该组同学实验操作中遗漏了平衡摩擦力这个步骤.
③根据a-F图线可以求出a-F图线的斜率即物体的加速度.
所以加速度a=0.40kg
(2)①需要测量劲度系数,根据mg=kx,故需要钩码,还需要刻度尺测量伸长量;
②实验步骤:
a、将弹簧B挂在铁架台上,用刻度尺测量其长度LB
b、将弹簧B的下端挂上钩码,记下钩码的个数并用刻度尺测量弹簧长度L1
c、由F=mg计算弹簧的弹力,由x=L1-LB计算出弹簧伸长度,由k=
d、改变钩码个数重复b、c并求出B的劲度系数K2的平均值
③同一根弹簧上截下的几段,越短弹簧劲度系数越大
故答案是:(1)①见上图;
②平衡摩擦力;③0.40kg
(2)①钩码、刻度尺
②见上
③同一根弹簧上截下的几段,越短弹簧劲度系数越大
点评:(1)教科书本上的实验,我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚.
实验的图象描绘,物理结合数学的应用都值得注意.
(2)本题关键明确实验原理,也可以通过胡克定律进行理论探究,基础题.
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