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

 

對力的作用效果的影響．實驗中，李明發現沿豎直向下方向作用在同一點的力越大，塑料尺彎曲得越

 

（選填“大”或“小”）．他們對這一現象產生了濃厚的興趣，課后用彈簧對“影響彈簧形變大小的因素”進行定量研究．對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）為驗證猜想1，李明應選用以下實驗器材中的

 

（填序號）．
（A）一根長約10cm的彈簧；（B）幾個長度、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；（G）質量均為100g的小鉤碼7個．
（2）李明用如圖1所示裝置驗證猜想1．他先測出不掛鉤碼時彈簧下端指針所指的標尺刻度，然后在彈簧下端掛上鉤碼（每個鉤碼質量100g），并逐個增加鉤碼，測出指針所指的標尺刻度，所得數據列表如下；（g=10N/kg）

鉤碼的個數	0	1	2	3	4	5	6	7
標尺刻度/10-2m	15.0	19.0	23.0	27.0	31.0	35.0	42.0	55.0
伸長量x/10-2m	0

①物理學中，常用“伸長量”來表示彈簧形變的大小，伸長量定義為彈簧受到拉力時的長度與自由伸長（即不受作用力）時長度的差值．根據伸長量的定義填寫上表中空格．
②根據所測數據，在坐標紙上（如圖2）作出彈簧伸長量x與拉力F的關系圖象．

③請你利用實驗數據和圖象進行分析論證，寫出實驗結論：

 

．

Answer 1

分析：力的大小、方向和作用點叫做力的三要素，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，必須用到一根彈簧測力計、刻度尺、鐵架臺、所掛的物體鉤碼，實際選出適當的器材；
（2）①結合實驗數據中提供的數據和伸長量的概念每一次彈簧伸長的長度得出；
②結合所提供的實驗數據，再描點、連線在坐標系中做出彈簧伸長量x與拉力F的關系圖象；
③結合數據和做出的坐標系可以看出，在一定范圍內彈簧形變大小跟外力的大小成正比；如果超過了這個彈性范圍，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，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的力越大，塑料尺彎曲得越大．
（1）想驗證彈簧形變大小可能跟外力的大小的關系，必須改變對彈簧拉力的大小，來觀察形變的規律，故必須通過刻度尺來反應出彈簧形變的大小，通過彈簧上所掛物體的多少來反應出對彈簧力的大小，從而得出所需的器材是：ACFG；
（2）①從實驗數據中可以獲悉，當彈簧不受力的作用時，彈簧的長度為15.0cm，當掛上一個1N的鉤碼時，彈簧的長度為19.0cm，所以彈簧伸長的長度是4.0cm，所管的鉤碼依次增大到5N時，彈簧伸長依次增加4cm；當鉤碼對彈簧的拉力為6N和7N時，伸長量依次為：27cm、40cm．
②根據實驗數據中的彈簧伸長量與所受的拉力，在坐標系中先描點、然后再連線，做出圖象；
③從實驗數據可以看出，彈簧伸長量與所受拉力的關系，可以從兩個方面進行分析，一個是在彈簧彈性范圍之內時，彈簧的伸長量與所受的拉力成正比關系，當超出彈簧的彈性范圍時，彈簧形變大小跟外力的大小不成正比．
故答案為：作用點；大；
（1）ACFG
（2）①

鉤碼個數	0	1	2	3	4	5	6	7
標尺刻度/10-2m	15.0	19.0	23.0	27.0	31.0	35.0	42.0	55.0
伸長量×/10-2m	0	4.0	8.0	12.0	16.0	20.0	27.0	40.0

②

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

點評：此題是一道綜合性較強的題目，考查學生的分析探究能力，是中考實驗探究題考查的熱點．