Question

李明小組在“探究影響塑料刻度尺形變的因素”中選用一長(zhǎng)50cm的刻度尺，將其一端固定在桌邊上，研究力的三要素，即力的大小、方向和

 

對(duì)力的作用效果的影響．實(shí)驗(yàn)中，李明發(fā)現(xiàn)沿豎直向下方向作用在同一點(diǎn)的力越大，塑料尺彎曲得越

 

（選填“大”或“小”）．他們對(duì)這一現(xiàn)象產(chǎn)生了濃厚的興趣，課后用彈簧對(duì)“影響彈簧形變大小的因素”進(jìn)行定量研究．對(duì)此研究問題他們提出以下猜想：
猜想1：彈簧形變大小可能跟外力的大小成正比；
猜想2：彈簧形變大小可能跟彈簧的橫截面積成反比；
（1）為驗(yàn)證猜想1，李明應(yīng)選用以下實(shí)驗(yàn)器材中的

 

（填序號(hào)）．
（A）一根長(zhǎng)約10cm的彈簧；（B）幾個(gè)長(zhǎng)度、橫截面積、制造材料均不相同的彈簧；
（C）刻度尺；  （D）天平；（E）量筒；（F）鐵架臺(tái)；（G）質(zhì)量均為100g的小鉤碼7個(gè)．
（2）李明用如圖1所示裝置驗(yàn)證猜想1．他先測(cè)出不掛鉤碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)�指的�?biāo)尺刻度，然后在彈簧下端掛上鉤碼（每個(gè)鉤碼質(zhì)量100g），并逐個(gè)增加鉤碼，測(cè)出指針?biāo)�指的�?biāo)尺刻度，所得數(shù)據(jù)列表如下；（g=10N/kg）

鉤碼的個(gè)數(shù)	0	1	2	3	4	5	6	7
標(biāo)尺刻度/10-2m	15.0	19.0	23.0	27.0	31.0	35.0	42.0	55.0
伸長(zhǎng)量x/10-2m	0

①物理學(xué)中，常用“伸長(zhǎng)量”來表示彈簧形變的大小，伸長(zhǎng)量定義為彈簧受到拉力時(shí)的長(zhǎng)度與自由伸長(zhǎng)（即不受作用力）時(shí)長(zhǎng)度的差值．根據(jù)伸長(zhǎng)量的定義填寫上表中空格．
②根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上（如圖2）作出彈簧伸長(zhǎng)量x與拉力F的關(guān)系圖象．

③請(qǐng)你利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和圖象進(jìn)行分析論證，寫出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

 

．

Answer 1

分析：力的大小、方向和作用點(diǎn)叫做力的三要素，力的三要素影響力的作用效果，力的方向和作用點(diǎn)相同的前提下，所用的力越大，則塑料尺形變的越大．
（1）想要探究彈簧形變大小可能跟外力的大小成正比時(shí)，必須用到一根彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、鐵架臺(tái)、所掛的物體鉤碼，實(shí)際選出適當(dāng)?shù)钠鞑模?br />（2）①結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中提供的數(shù)據(jù)和伸長(zhǎng)量的概念每一次彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度得出；
②結(jié)合所提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，再描點(diǎn)、連線在坐標(biāo)系中做出彈簧伸長(zhǎng)量x與拉力F的關(guān)系圖象；
③結(jié)合數(shù)據(jù)和做出的坐標(biāo)系可以看出，在一定范圍內(nèi)彈簧形變大小跟外力的大小成正比；如果超過了這個(gè)彈性范圍，則彈簧形變大小跟外力的大小不成正比．

解答：解：力的三要是力的大小、方向、作用點(diǎn)，力的三要素都影響力的作用效果，沿豎直向下方向作用在同一點(diǎn)的力越大，塑料尺彎曲得越大．
（1）想驗(yàn)證彈簧形變大小可能跟外力的大小的關(guān)系，必須改變對(duì)彈簧拉力的大小，來觀察形變的規(guī)律，故必須通過刻度尺來反應(yīng)出彈簧形變的大小，通過彈簧上所掛物體的多少來反應(yīng)出對(duì)彈簧力的大小，從而得出所需的器材是：ACFG；
（2）①從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中可以獲悉，當(dāng)彈簧不受力的作用時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度為15.0cm，當(dāng)掛上一個(gè)1N的鉤碼時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度為19.0cm，所以彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度是4.0cm，所管的鉤碼依次增大到5N時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)依次增加4cm；當(dāng)鉤碼對(duì)彈簧的拉力為6N和7N時(shí)，伸長(zhǎng)量依次為：27cm、40cm．
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中的彈簧伸長(zhǎng)量與所受的拉力，在坐標(biāo)系中先描點(diǎn)、然后再連線，做出圖象；
③從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，彈簧伸長(zhǎng)量與所受拉力的關(guān)系，可以從兩個(gè)方面進(jìn)行分析，一個(gè)是在彈簧彈性范圍之內(nèi)時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量與所受的拉力成正比關(guān)系，當(dāng)超出彈簧的彈性范圍時(shí)，彈簧形變大小跟外力的大小不成正比．
故答案為：作用點(diǎn)；大；
（1）ACFG
（2）①

鉤碼個(gè)數(shù)	0	1	2	3	4	5	6	7
標(biāo)尺刻度/10-2m	15.0	19.0	23.0	27.0	31.0	35.0	42.0	55.0
伸長(zhǎng)量×/10-2m	0	4.0	8.0	12.0	16.0	20.0	27.0	40.0

②

③當(dāng)拉力不太大時(shí)，彈簧形變大小跟外力的大小成正比；當(dāng)拉力過大時(shí)，彈簧形變大小跟外力的大小不成正比（或在一定范圍內(nèi)，彈簧形變大小跟外力的大小成正比）．

點(diǎn)評(píng)：此題是一道綜合性較強(qiáng)的題目，考查學(xué)生的分析探究能力，是中考實(shí)驗(yàn)探究題考查的熱點(diǎn)．