Question

在日常生活中形態各異的彈簧，處處都為我們服務．形形色色的彈簧在不同場合下發揮著不同的功能．
（1）小華回憶“探究彈簧的伸長跟外力的關系”（裝置如圖）實驗數據記錄如下：

鉤碼質量/g		100	200	300	400	500
指針位置/cm	2	4	6	8	10	14

當去掉砝碼后，指針指在2.5cm刻度線處
①請指出當時實驗中的錯誤之處______
②分析數據，得出結論：在彈性范圍內，彈簧伸長的長度跟所受的拉力成______
（2）如圖所示是小明同學做測定浮力的實驗，由圖中讀數可知：

①物體重力為______N；②物體受到的浮力為______N；
③物體排開水的重力為______N；
④可獲得的實驗結論是______；
⑤圖中裝置還能探究的問題有______．（寫出一個即可）
（3）為了研究影響滑動摩擦力大小的因素，小麗做了如下圖所示的實驗．

①實驗中用彈簧測力計拉動木塊使它在水平桌面上做______運動，彈簧測力計的示數就等于木塊所受滑動摩擦力的大小．
②比較甲、乙兩次彈簧測力計的示數可知：在______相同時，______越大，摩擦力越大．
（4）你還知道彈簧的一些其他功能嗎？請你舉出一個例子．
______．

Answer 1

【答案】分析：（1）當鉤碼質量為0時，指針所指的位置即為彈簧的原長，如果去掉鉤碼后，彈簧的不能回到這一長度，說明超過了彈簧的彈性限度；在彈性限度內，彈簧的伸長與所受拉力是成正比的．
（2）物體的重力就是彈簧測力計在空氣中測物體時的示數；物體所受的浮力可通過稱重法表達式F_浮=G-F_拉求出；從量筒中讀出兩次示數之差，利用公式G=mg=ρVg求出排開水的重力；浮力的大小就等于物體排開水的重力，這就是阿基米德原理；如果改變物體浸沒的深度，還可以探究物體所受浮力與浸沒深度的關系．
（3）在探究影響滑動摩擦力大小的因素的實驗中，根據二力平衡條件，只有當物體做勻速直線運動時，彈簧測力計的拉力與摩擦力才是一對平衡力，這是利用了轉換的研究方法；兩圖中接觸面相同，壓力不同，據此可得出接觸面粗糙程度相同時，摩擦力與壓力的關系．
（4）彈簧在生產生活中非常常用，其功能還有“緊壓功能”“復位功能”“帶動功能”“緩沖功能”等．
解答：解：（1）①從表中可以看出，當鉤碼質量為0時，指針位置指在2cm，說明彈簧原長為2cm，如果去掉鉤碼后，彈簧的長度為2.5cm，說明無法回到原長，這是因為超過了彈簧的彈性限度；
②從表中數據可以看出，在彈性限度內，鉤碼的質量每增加100g，彈簧伸長2cm，說明二者是成正比的．
（2）①讀圖可知，物體的重力G=1.96N；
②將物體浸入量筒中時，彈簧測力計的示數F_拉=0.98N，則物體所受浮力F_浮=G-F_拉=1.96N-0.98N=0.98N；
③讀圖可知，物體排開水的體積V=200ml=100ml=100ml，則物體排開水的重力G=mg=ρVg=10³kg/m³×100×10^-6m³×9.8N/kg=0.98N；
④物體所受浮力和排開水的重力都為0.98N，由此得出，物體所受浮力等于被物體排開水的重力；
⑤如果改變物體浸沒的深度，還可以探究物體所受浮力與浸沒深度的關系，會發現浸沒深度改變，浮力不變．
（3）①實驗中摩擦力的大小無法直接測出，必須通過使木塊做勻速直線運動，使拉力與摩擦力是一對平衡力，借助測拉力來獲得摩擦力的大小；
②比較甲、乙兩圖可以看出，接觸面相同，壓力不同，故可得出：在接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，摩擦力越大．
（4）在不同的使用環境中，彈簧發揮了不同的作用，如“緊壓功能”“復位功能”“帶動功能”“緩沖功能”等都是經常被利用了功能．
故答案為：
（1）①超過彈性限度；②正比．
（2）①1.96； ②0.98； ③0.98； ④物體所受水的浮力等于被物體排開水的重力；⑤浸沒在液體中物體所受浮力大小是否與深度有關．
（3）①勻速直線；②接觸面粗糙程度，壓力．
（4）“緊壓功能”“復位功能”“帶動功能”“緩沖功能”等．
點評：本題中的實驗分別圍繞彈簧伸長與拉力的關系、浮力的測量與探究、探究影響滑動摩擦力大小的因素等作為考查內容，三個實驗有一個共同特點，就是都運用到了彈簧或彈簧測力計，內容的角度各不相同，同時，本題中的三個實驗也都是力學中的重要實驗，是對我們復習有利的一個較好的題目，值得我們認真掌握和學習．