高考物理一輪 第2單元第5講 實(shí)驗(yàn)：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系課件

第5講實(shí)驗(yàn)：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系第第5講實(shí)驗(yàn)：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系講實(shí)驗(yàn)：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系1近年來高考試題中對實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ囊蟛粩嗵岣?，但是?shí)驗(yàn)原近年來高考試題中對實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ囊蟛粩嗵岣?，但是?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)原則和基本方法是不變的因此，在本講復(fù)習(xí)中，應(yīng)讓學(xué)生理、實(shí)驗(yàn)原則和基本方法是不變的因此，在本講復(fù)習(xí)中，應(yīng)讓學(xué)生抓住基本知識，在深刻理解和熟練掌握上下功夫，真正達(dá)到以不變應(yīng)抓住基本知識，在深刻理解和熟練掌握上下功夫，真正達(dá)到以不變應(yīng)萬變的目的萬變的目的2明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模斫鈱?shí)驗(yàn)原理，在動手操作實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上掌明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模斫鈱?shí)驗(yàn)原理，在動手操作實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上掌握實(shí)驗(yàn)步驟能夠用圖象法或公式法等數(shù)學(xué)方法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出握實(shí)驗(yàn)步驟能夠用圖象法或公式法等數(shù)學(xué)方法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出正確的結(jié)論，能對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行誤差分析正確的結(jié)論，能對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行誤差分析1明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，理解?shí)驗(yàn)原理，在動手操作實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上掌明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，理解?shí)驗(yàn)原理，在動手操作實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上掌握實(shí)驗(yàn)步驟握實(shí)驗(yàn)步驟2能夠用圖象法或公式法等數(shù)學(xué)方法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出正確能夠用圖象法或公式法等數(shù)學(xué)方法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出正確的結(jié)論，能對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行誤差分析的結(jié)論，能對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行誤差分析 (一)探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系 2學(xué)會用圖象處理數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)規(guī)律的科學(xué)方法 二、實(shí)驗(yàn)原理 彈簧受力會發(fā)生形變，形變的大小與受到的外力有關(guān)，沿著彈簧的方向拉彈簧，當(dāng)形變穩(wěn)定時(shí)，彈簧產(chǎn)生的彈力與使它發(fā)生形變的拉力在數(shù)值上是相等的 用懸掛法測量彈簧的彈力，運(yùn)用的正是彈簧的彈力與掛在彈簧下面的鉤碼的重力相等 彈簧的長度可用刻度尺直接測出，伸長量可以由拉長后的長度減去彈簧原來的長度進(jìn)行計(jì)算這樣就可以研究彈簧的彈力和彈簧伸減去彈簧原來的長度進(jìn)行計(jì)算這樣就可以研究彈簧的彈力和彈簧伸長量之間的定量關(guān)系了，即尋求長量之間的定量關(guān)系了，即尋求F Fkxkx的關(guān)系的關(guān)系三、實(shí)驗(yàn)器材三、實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺、鐵架臺、彈簧彈簧、毫米刻度尺毫米刻度尺、鉤碼若干、三角板、坐標(biāo)紙、鉤碼若干、三角板、坐標(biāo)紙四、實(shí)驗(yàn)記錄及數(shù)據(jù)的處理四、實(shí)驗(yàn)記錄及數(shù)據(jù)的處理彈簧的彈力用彈簧的彈力用F F來表示，彈簧原長來表示，彈簧原長( (自然長度自然長度) )用用l l0 0來表示，彈簧現(xiàn)來表示，彈簧現(xiàn)長用長用l l來表示，彈簧的伸長用來表示，彈簧的伸長用x x來表示，則來表示，則x xl ll l0 0. .1.1.數(shù)據(jù)記錄：如上表所示數(shù)據(jù)記錄：如上表所示2 2根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出F Fx x圖象圖象( (以以F F為縱軸，以為縱軸，以x x為橫軸為橫軸) )1234567F/Nl/cmx/cm 3探索結(jié)論 按照Fx圖中各點(diǎn)的分布與走向，嘗試作出一條平滑的曲線(包括直線)所畫的點(diǎn)不一定正好都在這條曲線上，但要注意使曲線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相同嘗試寫出曲線所代表的函數(shù)，首先嘗試Fx是否為一次函數(shù)，如果不行則考慮二次函數(shù) 在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，應(yīng)得出彈力的大小與彈簧的伸長量成正比，即Fkx，其中k的單位由F和x的單位決定為了加深對k的理解，可以讓學(xué)生用另外一個不同的彈簧重做這個實(shí)驗(yàn)，對比兩個彈簧的結(jié)果會更好地認(rèn)識k，即在伸長一定時(shí)，k越大，彈力也就越大，它反映了彈簧的“勁度”本實(shí)驗(yàn)是探索性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前并不知道上述規(guī)律，上述結(jié)論應(yīng)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)探索出來 五、誤差分析 1本實(shí)驗(yàn)的誤差來源之一是因彈簧拉力大小的不穩(wěn)定造成的因此，使彈簧的懸掛端固定，另一端通過懸掛鉤碼來充當(dāng)對彈簧的拉因此，使彈簧的懸掛端固定，另一端通過懸掛鉤碼來充當(dāng)對彈簧的拉力，可以提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度力，可以提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度2 2彈簧長度的測量是本實(shí)驗(yàn)的主要誤差來源所以，盡量精確彈簧長度的測量是本實(shí)驗(yàn)的主要誤差來源所以，盡量精確地測量彈簧的長度地測量彈簧的長度3 3在在F Fx x圖象上描點(diǎn)、作圖不準(zhǔn)確帶來誤差圖象上描點(diǎn)、作圖不準(zhǔn)確帶來誤差六、注意事項(xiàng)六、注意事項(xiàng)1 1每次增減鉤碼測量有關(guān)長度時(shí)，均需保證彈簧及鉤碼不上下每次增減鉤碼測量有關(guān)長度時(shí)，均需保證彈簧及鉤碼不上下振動而處于靜止?fàn)顟B(tài)，否則，彈簧彈力將可能與鉤碼重力不相等振動而處于靜止?fàn)顟B(tài)，否則，彈簧彈力將可能與鉤碼重力不相等2 2彈簧下端增加鉤碼時(shí)，注意不要超過彈簧的限度彈簧下端增加鉤碼時(shí)，注意不要超過彈簧的限度3 3測量有關(guān)長度時(shí)，應(yīng)區(qū)別彈簧原長測量有關(guān)長度時(shí)，應(yīng)區(qū)別彈簧原長l l0 0、實(shí)際總長、實(shí)際總長l l及伸長量及伸長量x x三者之間的不同，明確三者之間的關(guān)系三者之間的不同，明確三者之間的關(guān)系4 4建立平面直角坐標(biāo)系時(shí)，兩軸上單位長度所代表的量值要適建立平面直角坐標(biāo)系時(shí)，兩軸上單位長度所代表的量值要適當(dāng)，不可過大，也不可過小當(dāng)，不可過大，也不可過小 5描線的原則是，盡量使各點(diǎn)落在描畫出的線上，少數(shù)點(diǎn)分布于線兩側(cè)，描出的線不應(yīng)是折線，而應(yīng)是平滑的曲線 6記錄數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力及彈簧伸長量的對應(yīng)關(guān)系及單位 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1學(xué)會用彈簧測力計(jì)和細(xì)線測出力的大小和方向 2運(yùn)用力的圖示法驗(yàn)證互成角度的兩個共點(diǎn)力合成時(shí)遵從平行四邊形定則 二、實(shí)驗(yàn)原理 如果兩個互成角度的共點(diǎn)力F1、F2作用于橡皮條的結(jié)點(diǎn)上，與只用一個力F作用于橡皮條的結(jié)點(diǎn)上，所產(chǎn)生的效果相同(橡皮條在相同方向上伸長相同的長度)，那么，F(xiàn)就是F1和F2的合力根據(jù)平行四邊形定則作出兩共點(diǎn)力F1和F2的合力F的圖示，應(yīng)與F的圖示等大同向 三、實(shí)驗(yàn)器材 方木板一塊，白紙，彈簧秤(兩只)，_橡皮條，細(xì)繩套(兩條)，三角板，_刻度尺，圖釘若干，細(xì)芯鉛筆 四、實(shí)驗(yàn)步驟 1用圖釘把白紙釘在放于水平桌面的方木板上 2用圖釘把橡皮條的一端固定在A點(diǎn)，橡皮條的另一端拴上兩個細(xì)繩套 3用兩只彈簧秤分別鉤住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，將結(jié)點(diǎn)拉到某一位置O，如圖所示，記錄_兩彈簧秤的示數(shù)，用鉛筆描下O點(diǎn)的位置及此時(shí)兩條細(xì)繩套的方向 4用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)O沿兩條細(xì)繩方向畫直線，按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧秤的示數(shù)F1和F2的圖示，并以F1和F2為鄰邊用刻度尺和三角板作平行四邊形，過O點(diǎn)畫平行四邊形的對角線，此對角線即為合力對角線即為合力F F的圖示的圖示5 5只用一只彈簧秤鉤住細(xì)繩套，把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到只用一只彈簧秤鉤住細(xì)繩套，把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到_同樣同樣的位置的位置O O，記下彈簧秤的示數(shù)，記下彈簧秤的示數(shù)F F和細(xì)繩的方向，用刻度尺從和細(xì)繩的方向，用刻度尺從O O點(diǎn)按選點(diǎn)按選定的標(biāo)度沿記錄的方向作出這只彈簧秤的拉力定的標(biāo)度沿記錄的方向作出這只彈簧秤的拉力F F的圖示的圖示6 6比較一下，比較一下，F(xiàn) F與用平行四邊形定則求出的合力與用平行四邊形定則求出的合力F F的大小和方的大小和方向向7 7改變兩個力改變兩個力_F F1 1與與F F2 2的大小和夾角的大小和夾角，重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次，重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次 五、注意事項(xiàng) 1在O處的結(jié)點(diǎn)應(yīng)小一些，細(xì)繩套應(yīng)長一些 2在儀器許可的條件下，應(yīng)使拉力盡可能大一些，以減小讀數(shù)誤差 3畫力的圖示時(shí)，要選取合適的標(biāo)度，盡量將圖畫得大一些 4在同一次實(shí)驗(yàn)中，橡皮條_結(jié)點(diǎn)O的位置不能變動 六、誤差分析 本實(shí)驗(yàn)誤差的主要來源除彈簧秤本身的誤差外，還有讀數(shù)誤差、作圖誤差，因此讀數(shù)時(shí)眼睛一定要正視，要按有效數(shù)字正確讀數(shù)和記錄，作平行四邊形時(shí)對邊要平行，兩個分力F1和F2間的夾角越大，用平行四邊形作圖得到的合力F的誤差F也越大，所以實(shí)驗(yàn)中不要把取得太大 一、探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系 【例1】下表是某同學(xué)為“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”所測得的幾組數(shù)據(jù). (1)請你在圖甲所示的坐標(biāo)紙上作出Fx圖線彈力彈力F/N0.51.01.52.02.5伸長伸長x/cm2.65.07.29.812.4 【名師點(diǎn)金】Fx圖線應(yīng)為過原點(diǎn)的一條直線，所以作圖時(shí)應(yīng)用直線將所描各點(diǎn)連接起來，連接時(shí)應(yīng)使盡可能多的點(diǎn)落在這條直線上，不在這條直線上的點(diǎn)應(yīng)均勻地分布在直線的兩側(cè)圖線的斜率表示彈簧的勁度系數(shù) 【規(guī)范全解】(1)將x軸每一小格取為1 cm，y軸每一小格取為0.25 N，將各點(diǎn)描到坐標(biāo)紙上，并連成直線，如圖乙所示 (2)由圖象得F20 x. (3)函數(shù)表達(dá)式中的常數(shù)表示該彈簧每伸長(或壓縮)1 m，其彈力增大20 N. (4)函數(shù)表達(dá)式為：F20(L0.4) 【答案】(1)如圖乙所示(2)F20 x (3)該彈簧每伸長(或壓縮)1 m，其彈力增大20 N (4)F20(L0.4) 在物理學(xué)中經(jīng)常用圖象處理物理問題，應(yīng)用圖象的好處是直觀、方便根據(jù)已知數(shù)據(jù)選擇坐標(biāo)軸的標(biāo)度是作好圖象的關(guān)鍵作圖象的方法是：用平滑的曲線(或直線)將坐標(biāo)紙上的各點(diǎn)連接起來，若是直線，應(yīng)使各點(diǎn)均勻分布于直線上或直線兩側(cè)，偏離直線太大的點(diǎn)應(yīng)舍棄，有時(shí)可以通過改變物理量的方法，把曲線變?yōu)橹本€，使圖象更直觀【變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練】在在“探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，將的實(shí)驗(yàn)中，將彈簧水平放置測出其自然長度，然后豎直懸掛讓其自然下垂，在其下彈簧水平放置測出其自然長度，然后豎直懸掛讓其自然下垂，在其下端豎直向下施加外力端豎直向下施加外力F F，實(shí)驗(yàn)過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進(jìn)行的用，實(shí)驗(yàn)過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進(jìn)行的用記錄的外力記錄的外力F F與彈簧的形變量與彈簧的形變量x x作出的作出的F Fx x圖線如圖所示，由圖可知彈圖線如圖所示，由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為簧的勁度系數(shù)為_圖線不過原點(diǎn)的原因是由于圖線不過原點(diǎn)的原因是由于_【規(guī)范全解規(guī)范全解】由由F FkxkxC C可知，圖象可知，圖象的斜率表示勁度系數(shù)，可求出勁度系數(shù)的斜率表示勁度系數(shù)，可求出勁度系數(shù)k k200 N/m200 N/m，圖象不過原點(diǎn)是因?yàn)閺椈?，圖象不過原點(diǎn)是因?yàn)閺椈捎凶灾赜凶灾亍灸M試解模擬試解】【答案答案】200 N/m200 N/m彈簧有自重彈簧有自重 二、驗(yàn)證力的平行四邊形定則 【例2】李明同學(xué)在做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)時(shí)，利用坐標(biāo)紙記下了橡皮筋的結(jié)點(diǎn)位置O點(diǎn)以及兩只彈簧測力計(jì)拉力的大小，如圖所示 (1)試在圖甲中作出無實(shí)驗(yàn)誤差情況下F1和F2的合力圖示，并用F表示此力 (2)有關(guān)此實(shí)驗(yàn)，下列敘述正確的是_ A兩彈簧測力計(jì)的拉力可以同時(shí)比橡皮筋的拉力大 B橡皮筋的拉力是合力，兩彈簧測力計(jì)的拉力是分力 C兩次拉橡皮筋時(shí)，需將橡皮筋結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O.這樣做的目的是保證兩次彈簧測力計(jì)拉力的效果相同 D若只增大某一只彈簧測力計(jì)的拉力大小而要保證橡皮筋結(jié)點(diǎn)位置不變，只需調(diào)整另一只彈簧測力計(jì)拉力的大小即可 (3)圖乙是李明和張華兩位同學(xué)在做以上實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的結(jié)果，其中哪一個實(shí)驗(yàn)比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)？(力F是用一只彈簧測力計(jì)拉時(shí)的圖示) 答：_. (4)在以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的一位同學(xué)中，造成誤差的主要原因是：(至少寫出兩種情況) 答:_. 【名師點(diǎn)金】明確實(shí)驗(yàn)原理，明確每一個實(shí)驗(yàn)步驟的作用、目的，即可對實(shí)驗(yàn)步驟的合理與否作出正確的判斷 【規(guī)范全解】(1)用平行四邊形定則作圖，即以F1、F2為兩鄰邊作平行四邊形，對角線OF就表示合力F.(標(biāo)上箭頭表明方向) (2)兩分力可以同時(shí)大于合力，故A正確；結(jié)點(diǎn)受三個力作用處于平衡狀態(tài)，其中兩彈簧測力計(jì)的拉力的合力與第三個力橡皮筋拉力等大、反向，是一對平衡力，而橡皮筋的拉力不是合力，故B錯；只有保證結(jié)點(diǎn)在同一位置才能說明作用效果相同，故C對；若兩個分力的大小變化而方向都不變，則合力必定變化，故D錯 (3)作圖法得到的F必為平行四邊形的對角線，單個彈簧測力計(jì)的拉力F一定與橡皮筋共線，故張華的實(shí)驗(yàn)比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí) (4)F2的大小比真實(shí)值偏小且方向比真實(shí)方向偏左，作圖時(shí)兩虛線分別與F1線和F2線不嚴(yán)格平行 【答案】(1)如圖丙所示 (2)AC(3)張華做的符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)(4)見解析 1(2010年長沙一中)在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”中，用兩只彈簧秤分別鉤住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使它伸長到某一位置O，此時(shí)必須記錄的是_(填字母代號) AO點(diǎn)的位置 B橡皮條固定端位置 C兩只彈簧秤的讀數(shù) D兩條細(xì)繩套之間的夾角 E兩條細(xì)繩套的方向 F橡皮條的伸長長度 【答案】ACE 2(2010年高考天津理綜卷)在探究求合力的方法時(shí)，先將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上帶有繩套的兩根細(xì)繩實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要兩次拉伸橡皮條，一次是通過兩細(xì)繩用兩個彈簧秤互成角度地拉橡皮條，另一次是用一個彈簧秤通過細(xì)繩拉橡皮條 (1)實(shí)驗(yàn)對兩次拉伸橡皮條的要求中，下列哪些說法是正確的_(填字母代號) A將橡皮條拉伸相同長度即可 B將橡皮條沿相同方向拉到相同長度 C將彈簧秤都拉伸到相同刻度 D將橡皮條和繩的結(jié)點(diǎn)拉到相同位置 (2)同學(xué)們在操作過程中有如下議論，其中對減小實(shí)驗(yàn)誤差有益的說法是_(填字母代號) A兩細(xì)繩必須等長 B彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行 C用兩彈簧秤同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)兩彈簧秤示數(shù)之差應(yīng)盡可能大 D拉橡皮條的細(xì)繩要長些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些 【解析】(1)合力與分力為等效替代關(guān)系，實(shí)驗(yàn)中力的效果是使橡皮條發(fā)生形變，兩次橡皮條形變大小和方向相同則效果相同，所以B、D正確 (2)實(shí)驗(yàn)中細(xì)繩的作用是用來確定彈簧秤的拉力方向，兩繩是否等長不會影響測量結(jié)果，所以A錯誤；只有彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條與木板平行，才能保證兩次的效果相同，以減小測量誤差，B正確；用兩彈簧秤同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)，要求兩彈簧秤示數(shù)不要太大(以防合力大于彈簧秤量程)，也不要太小(減小相對誤差)，對二者示數(shù)之差無特別要求，故C錯誤；通過細(xì)繩記錄力的方向時(shí)，不可避免地存在誤差，兩標(biāo)記點(diǎn)適當(dāng)遠(yuǎn)些，可減小方向誤差，D正確 【答案】(1)BD(2)BD 3在做“互成角度的兩個共點(diǎn)力的合成”的實(shí)驗(yàn)中，將橡皮條的一端固定，另一端在力F1、F2的共同作用下被拉至O點(diǎn)不動(如圖甲所示)現(xiàn)保持橡皮條被拉至O點(diǎn)不動，F(xiàn)2的方向不變，改變F1的大小和方向，在F1和F2之間的夾角由鈍角逐漸減小為銳角的過程中，F(xiàn)1的大小將() A一直減小 B一直增大 C先增大后減小 D先減小后增大 【解析】如圖乙所示，保持合力不變，在F1和F2之間的夾角由鈍角減小為銳角的過程中，F(xiàn)1的大小先減小后增大，當(dāng)F1與F2垂直時(shí)，F(xiàn)1最小 【答案】D 4(山東省育才中學(xué)2010屆高三9月月考)一個實(shí)驗(yàn)小組在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，使用兩條不同的輕質(zhì)彈簧a和b，得到彈力與彈簧長度的圖象如圖所示下列表述正確的是() Aa的原長比b的長 Ba的勁度系數(shù)比b的大 Ca的勁度系數(shù)比b的小 D測得的彈力與彈簧的長度成正比 【解析】根據(jù)函數(shù)Fk(ll0)可知：圖線橫坐標(biāo)截距等于彈簧的原長，斜率等于彈簧的勁度系數(shù)，所以B正確 【答案】B 1下面措施中，有利于減小誤差，提高實(shí)驗(yàn)精確度的是() A橡皮條彈性要好，拉力要適當(dāng)大些 B兩個分力F1、F2間的夾角要盡量大些 C拉橡皮條時(shí)，橡皮條細(xì)繩和彈簧秤應(yīng)貼近木板 D拉橡皮條的細(xì)繩要細(xì)且長，描出細(xì)繩拉力方向時(shí)，要在細(xì)繩正下方，稍遠(yuǎn)的距離上描出兩個點(diǎn) 【解析】橡皮條彈性要好是指在橡皮條用力拉伸后發(fā)生彈性形變，且用相同的力拉伸相同距離，這樣的橡皮條才能使兩次結(jié)點(diǎn)拉伸到同一位置時(shí)拉伸效果相同，故A正確F1、F2間夾角大些好，但不是越大越好，故B錯，做到C、D選項(xiàng)時(shí)，在白紙上記下的投影點(diǎn)的連線才能準(zhǔn)確表示細(xì)繩中拉力的方向，故C、D均正確 【答案】ACD 2“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩圖乙是白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖 (1)圖乙中的F與F兩力中，方向一定沿AO方向的是_ (2)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是_ A理想實(shí)驗(yàn)法B等效替代法 C控制變量法 D建立物理模型法 【答案】(1)F(2)B 3在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中，橡皮條的一端固定在木板上，用兩個彈簧測力計(jì)把橡皮條的另一端拉到某一確定的O點(diǎn)，以下操作中正確的是() A同一次實(shí)驗(yàn)過程中，O點(diǎn)的位置可以變動 B在實(shí)驗(yàn)中，彈簧測力計(jì)必須保持與木板平行，讀數(shù)時(shí)視線要正對彈簧測力計(jì)刻度 C實(shí)驗(yàn)中，先將其中一個彈簧測力計(jì)沿某一方向拉到最大量程，然后只需調(diào)節(jié)另一彈簧測力計(jì)拉力的大小和方向，把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn) D實(shí)驗(yàn)中，把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn)時(shí)，兩彈簧之間的夾角應(yīng)取90不變，以便于算出合力的大小 【解析】同一實(shí)驗(yàn)中，O點(diǎn)位置不能變動，是為了使合力不變，A不對讀數(shù)要符合讀數(shù)規(guī)則，B對實(shí)驗(yàn)要進(jìn)行幾次，合力的大小和方向都變化，小和方向都變化，C C、D D不對不對【答案答案】B B4 4如圖甲所示，在如圖甲所示，在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，橡皮實(shí)驗(yàn)中，橡皮條一端固定于條一端固定于P P點(diǎn)，另一端連接兩個彈簧秤，分別用力點(diǎn)，另一端連接兩個彈簧秤，分別用力F F1 1與與F F2 2拉兩個拉兩個彈簧秤，使結(jié)點(diǎn)拉至彈簧秤，使結(jié)點(diǎn)拉至O O點(diǎn)若要結(jié)點(diǎn)始終在點(diǎn)若要結(jié)點(diǎn)始終在O O點(diǎn)，但使力點(diǎn)，但使力F F2 2大小不變地大小不變地沿順時(shí)針轉(zhuǎn)過某一小角度，相應(yīng)的沿順時(shí)針轉(zhuǎn)過某一小角度，相應(yīng)的F F1 1的大小及圖中的大小及圖中角的變化可能的角的變化可能的是是( () ) A增大F1的同時(shí)增大角 B增大F1的同時(shí)保持角不變 C增大F1的同時(shí)減小角 D減小F1的同時(shí)減小角 【解析】以結(jié)點(diǎn)O為研究對象，結(jié)點(diǎn)O受OP的拉力F、F1、F2三個力的作用而處平衡狀態(tài)，由于OP的拉力F不變，因此F1、F2的合力始終不變且恒為F，作出F2沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動某一小角度的矢量三角形，如圖乙所示，由該圖可得出A、B、C均正確 【答案】ABC 5某同學(xué)在家中嘗試驗(yàn)證平行四邊形定則，他找到三條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘子，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個釘子A、B上，另一端與第三條橡皮筋連接，結(jié)點(diǎn)為O，將第三條橡皮筋的另一端通過細(xì)繩掛一重物 (1)為完成該實(shí)驗(yàn)，下述操作中必需的是_ A測量細(xì)繩的長度 B測量橡皮筋的原長 C測量懸掛重物后橡皮筋的長度 D記錄懸掛重物后結(jié)點(diǎn)O的位置 (2)釘子的位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次驗(yàn)證，可采用的方法是_ 【解析】(1)運(yùn)用等效思想來驗(yàn)證平行四邊形定則，即要驗(yàn)證以兩力為平行四邊形的鄰邊所作的平行四邊形其對角線是否與合力相符本小題中結(jié)點(diǎn)受三個力，其中兩個力的合力與第三個力等大、反向，故先測出各力的大小和方向，然后作出各力的圖示，以兩邊為鄰邊作平行四邊形，如果在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)平行四邊形的對角線與第三個力等大、反向，即可驗(yàn)證為測量各力的大小故需要記錄橡皮筋的原長、懸掛重物后的長度以及懸掛重物后O點(diǎn)的位置故應(yīng)選B、C、D. (2)可以通過改變小重物來改變各力的大小 【答案】(1)BCD(2)更換不同的小重物 6某實(shí)驗(yàn)小組研究橡皮筋伸長與所受拉力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，將原長約200 mm的橡皮筋上端固定，在豎直懸掛的橡皮筋下端逐一增掛鉤碼(質(zhì)量均為20 g)，每增掛一只鉤碼均記下對應(yīng)的橡皮筋伸長量；當(dāng)掛上10只鉤碼后，再逐一把鉤碼取下，每取下一只鉤碼，也記下對應(yīng)的橡皮筋伸長量根據(jù)測量數(shù)據(jù)，作出增掛鉤碼和減掛鉤碼時(shí)的橡皮筋伸長量l與拉力F關(guān)系的圖象如圖所示從圖象中可以得出_(填選項(xiàng)前的字母) A增掛鉤碼時(shí)l與F成正比，而減掛鉤碼時(shí)l與F不成正比 B當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí)，增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長量比減掛鉤碼時(shí)的大 C當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí)，增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長量與減掛鉤碼時(shí)的相等 D增掛鉤碼時(shí)所掛鉤碼數(shù)過多，導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度 【解析】由于圖線不是過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，可知選項(xiàng)A錯誤；若作一條平行于縱軸的直線，則該直線與兩曲線的交點(diǎn)的縱坐標(biāo)(表示橡皮筋的伸長量)不同，且與減掛鉤碼時(shí)的曲線的交點(diǎn)的縱坐標(biāo)大，可知選項(xiàng)B、C均錯誤；觀察減掛鉤碼時(shí)的曲線，該曲線沒有過坐標(biāo)原點(diǎn)，說明沒有掛鉤碼時(shí)橡皮筋有一定的伸長量，可知選項(xiàng)D正確 【答案】D 7用一測力計(jì)水平拉一端固定的彈簧，以此來測定此彈簧的勁度系數(shù)k，測出的拉力F與彈簧長度L之間的數(shù)據(jù)如下表所示： (1)作出此彈簧的FL圖線 (2)圖線與L軸的交點(diǎn)表示_，其值為_cm. (3)此彈簧的勁度系數(shù)為_N/m. 【解析】由作出的圖象可知，與橫軸的交點(diǎn)表示彈簧原長，斜率表示勁度系數(shù) 【答案】(1)如圖所示(2)彈簧原長21.0(3)152F/N1.101.502.003.003.503.804.00L/cm22.022.35 22.70 23.31 23.65 23.80 24.00 8將橡皮條的一端固定在A點(diǎn)，另一端拴上兩根細(xì)繩，每根細(xì)繩分別連著一個量程為5 N、最小刻度為0.1 N的彈簧測力計(jì)，沿著兩個不同的方向拉彈簧測力計(jì)當(dāng)橡皮條的活動端拉到O點(diǎn)時(shí)，兩根細(xì)繩相互垂直，如圖甲所示，這時(shí)彈簧測力計(jì)的讀數(shù)可從圖中讀出 (1)由圖甲可讀得兩個相互垂直的拉力的大小分別為_N和_N(只需精確到0.1 N) (2)在圖乙的方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力 【解析】從題可知，彈簧秤最小分度為0.1 N，因此，豎直向下的彈簧秤示數(shù)為2.5 N，水平向右的彈簧秤示數(shù)為4.0 N. 【答案】(1)2.54.0(2)如圖丙所示 917世紀(jì)英國物理學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn)：在彈性限度內(nèi)，彈簧的形變量與彈力成正比這就是著名的胡克定律受此啟發(fā)，一組同學(xué)研究“金屬線材伸長量與拉力的關(guān)系”的探究過程如下： A有同學(xué)認(rèn)為：橫截面為圓形的金屬絲或金屬桿在彈性限度內(nèi)，其伸長量與拉力成正比，與截面半徑成反比 B他們準(zhǔn)備選用一些由同種材料制成的不同長度、不同半徑的線材作為研究對象，用測距儀、傳感器等儀器測量線材的伸長量隨拉力變化的規(guī)律，以驗(yàn)證假設(shè) C通過實(shí)驗(yàn)取得如下數(shù)據(jù)： D.同學(xué)們對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、歸納后，對他們的假設(shè)進(jìn)行了補(bǔ)充完善. (1)上述科學(xué)探究活動中，屬于“制定計(jì)劃”和“搜集證據(jù)”的環(huán)節(jié)分別是_、_. (2)請根據(jù)上述過程分析他們的假設(shè)是否全部正確？若有錯誤或不足，請給予修正 【解析】(1)確定研究對象、選取實(shí)驗(yàn)器材屬“制定計(jì)劃”，故B屬于“制定計(jì)劃”；實(shí)驗(yàn)過程和測量數(shù)據(jù)屬“搜集證據(jù)”，此過程對應(yīng)C.研究伸長量x與拉力F、長度L、直徑D的關(guān)系時(shí)，采用控制變量法，比如長度、直徑不變，再研究伸長量與力的關(guān)系，這種方控制變量法，比如長度、直徑不變，再研究伸長量與力的關(guān)系，這種方法稱為控制變量法，這是物理實(shí)驗(yàn)中的一個重要研究方法法稱為控制變量法，這是物理實(shí)驗(yàn)中的一個重要研究方法(2)(2)他們的假設(shè)不是全部正確在彈性限度內(nèi)，金屬絲的伸長量與他們的假設(shè)不是全部正確在彈性限度內(nèi)，金屬絲的伸長量與拉力成正比，與截面半徑的平方成反比，還與金屬絲的長度成正比拉力成正比，與截面半徑的平方成反比，還與金屬絲的長度成正比【答案答案】(1)BC(1)BC(2)(2)見解析見解析1010某同學(xué)和你一起探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系，并測彈簧的勁某同學(xué)和你一起探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系，并測彈簧的勁度系數(shù)度系數(shù)k k. .做法是先將待測彈簧的一端固定在鐵架臺上，然后將最小刻度做法是先將待測彈簧的一端固定在鐵架臺上，然后將最小刻度是毫米的刻度尺豎直放在彈簧一側(cè)，并使彈簧另一端的指針恰好落在刻是毫米的刻度尺豎直放在彈簧一側(cè)，并使彈簧另一端的指針恰好落在刻度尺上當(dāng)彈簧自然下垂時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記作度尺上當(dāng)彈簧自然下垂時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記作L L0 0；彈簧下端掛；彈簧下端掛一個一個50 g50 g的砝碼時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記作的砝碼時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記作L L1 1；彈簧下端掛兩個；彈簧下端掛兩個50 g50 g的砝碼時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記作的砝碼時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記作L L2 2掛七個掛七個50 g50 g的砝碼時(shí)，指針的砝碼時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記作指示的刻度數(shù)值記作L L7 7. . (1)下表記錄的是該同學(xué)已測出的6個值，其中有兩個數(shù)值在記錄時(shí)有誤，它們的代表符號分別是_和_ 測量記錄表：代表符號代表符號L0L1L2L3L4L5L6L7刻度數(shù)值刻度數(shù)值/cm1.70 3.40 5.108.6010.3 12.1 (2)實(shí)驗(yàn)中，L3和L7兩個值還沒有測定，請你根據(jù)上圖將這兩個測量值填入記錄表中 (3)為充分利用測量數(shù)據(jù)，該同學(xué)將所測得的數(shù)值按如下方法逐一求差，分別計(jì)算出了三個差值：d1L4L06.90 cm，d2L5L16.90 cm，d3L6L27.00 cm.請你給出第四個差值：d4_cm. (4)根據(jù)以上差值，可以求出每增加50 g砝碼的彈簧平均伸長量L.L用d1、d2、d3、d4表示的式子為：L_.代入數(shù)據(jù)解得L_cm. (5)計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)k_N/m.(g取9.8 m/s2) 【解析】(1)根據(jù)刻度尺讀數(shù)的估讀要求，可知L5、L6兩個數(shù)值缺少估讀位 (2)由圖可得：L36.85 cm(6.846.86 cm均可)L714.05 cm(14.0414.06 cm均可) (3)d4L7L314.05 cm6.85 cm7.20 cm 或14.06 cm6.84 cm7.22 cm 或14.04 cm6.86 cm7.18 cm