Question

【題目】小華為研究彈簧的性質，在豎直懸掛的彈簧下加掛鉤碼（如圖a），同時記錄彈簧總長度L與鉤碼質量m，所得數據記錄在表一中．已知彈簧原長L0＝6.0 cm.實驗過程中，彈簧形變在彈性限度內，不計彈簧所受的重力。（g取10 N/kg）

表一：

實驗次數	1	2	3	4	5	6
鉤碼質量m/g	0	30	60	90	120	150
彈簧總長度L/cm	6.0	7.2	8.4	9.6	10.8	12.0

表二：

實驗次數	1	2	3	4	5	6
彈力F/N	0	0.3	①	0.9	1.2	1.5
彈簧伸長量x/cm	0	1.2	2.4	3.6	②	6.0

（1）根據表一中的數據，將表二填寫完整，①________，②_________；

（2）請在圖b坐標系中描點作出彈力F跟彈簧伸長量x的關系圖象___________；

（3）分析表二中的數據能得出的結論是_________，這就是彈簧測力計的工作原理。于是他又找來紙板標上刻度自制了一個彈簧測力計；

（4）利用以上實驗器材你認為還可以探究什么問題______________；

（5）如圖甲所示，小華認為，利用以上器材還可以研究二力平衡的條件，測出物體所受的___和___的大小來進行比較。小明研究后表示反對，這個裝置只能根據相互作用的關系直接測出其中一個力的大小，在未知二力平衡條件的前提下，___無法直接測量，所以這一方案無法實施下去；

（6）為此，兩位同學不斷改進并先后設計了三個實驗方案，如圖所示，請你判斷出她們改進的先后順序：_______（用字母表示）；

（7）小華將系于小卡片（重力可忽略不計）兩端的線分別跨過左右支架上的滑輪，在線的兩端掛上鉤碼，使作用在小卡片上的兩個拉力方向_____，并通過調整_______來改變拉力的大小；

（8）當小卡片平衡時，小華將小卡片轉過一個角度，松手后小卡片_________（能／不能）平衡；

（9）小紅同學也對同一問題進行了探究，但他在左右支架上裝配兩個滑輪時沒有安裝成相同高度（如圖所示），你認為能否用小紅的裝置進行實驗_________（能/不能）。

Answer 1

【答案】0.6 4.8 彈性限度內，彈力的大小與彈簧伸長量成正比 重力與質量的關系 拉力 重力 另一個力(重力) B、A、C 相反 鉤碼個數 不能 能

【解析】

(1)[1]由題意可知，彈簧所產生的彈力，等于鉤碼所受的重力，根據表一中的數據，表二中，第3次的彈力

F=G=mg=0.06kg×10N/kg=0.6N

故①處為0.6。

[2]第5次的彈簧伸長量

x′=10.8cm6.0cm=4.8cm

故②處為4.8。

(2)[3]根據表二中的數據，先畫點，再描線，見下圖：

(3)[4]分析表二中的數據可知，=，即彈力與彈簧伸長量的比值是定值，故得出的結論是在彈性限度內，彈力的大小與彈簧伸長量成正比，這就是彈簧測力計的工作原理。

(4)[5]利用彈簧測力計可測物體的重力，因此利用彈簧測力計和鉤碼還可以探究重力與質量的關系。

(5)[6][7][8] 若采用小華的方案，必須測出物體所受的拉力和重力的大小來進行比較；研究發現，在小華的方案中，只能根據相互作用的關系直接測出拉力的大小，在未知二力平衡條件的前提下，另一個力(重力)無法直接測量，所以這一方案無法實施下去。

(6)[9]B圖為滑動摩擦，A圖為滾動摩擦，C圖只有滑輪與繩子間的摩擦，其中滑動摩擦最大、滑輪與繩子間的摩擦最小，所以他們改進的先后順序為：B、A、 C；這樣的改進是為了減小摩擦力對實驗的影響。

(7)[10][11]小卡片兩端通過滑輪各掛一個鉤碼，兩個鉤碼通過繩子對小卡片施加了兩個向相反方向的拉力，拉力的大小等于鉤碼的重力，鉤碼的數量越多，拉力就越大，即調整鉤碼個數來改變拉力的大小。

(8)[12]小卡片轉過一個角度，小卡片兩端的拉力就不在一條直線上，紙片就會轉動，說明了不在同一直線上的兩個力不能平衡。

(9)[13]兩個滑輪安裝的高度不相同時，二力的大小不變，方向仍然相反，且在同一直線上，故不會影響實驗結論。