Question

4．小華同學用一根彈簧制作彈簧測力計的實驗時，在彈簧的下端掛不同重力的鉤碼，對應(yīng)的彈簧的長度也不同，具體數(shù)據(jù)見下表：：

鉤碼重力G/N	0	2	4	6	8	10	12
彈簧長度l/cm	3	4	5	6	7	8	8.5

（1）該同學制作的彈簧測力計的量程是0～10N；彈簧的原長是3cm．
（2）分析表中數(shù)據(jù)，得到實驗結(jié)論是：在彈性限度內(nèi)，彈簧的伸長與所受拉力成正比．
（3）實驗時，他先把彈簧放在水平桌面上使其自然伸長，用直尺測出彈簧的原長為l₀，再把彈簧豎直懸掛起來，然后用豎直向下的力F拉彈簧下端，測出彈簧的長度為l，把l-l₀作為彈簧的伸長量x．這樣操作，由于彈簧自身重力的影響，最后作出的F-x圖象，可能是圖1中C圖（其它操作都正確）．

（4）小華接著自己動手制作彈簧測力計，他選了甲、乙兩種規(guī)格不同的彈簧進行測試，繪出如圖2所示的圖象，圖象中只有OA段和OB段是彈性形變．若她要制作精確度較高的彈簧測力計，應(yīng)選彈簧甲（選填“甲”或“乙”）．
（5）經(jīng)實驗探究發(fā)現(xiàn)：在拉力相同的情況下，彈簧伸長的長度與彈簧的材料、粗細、原長（彈簧不受外力時的長度）等均有關(guān)系，請你設(shè)計一個簡單實驗，證實彈簧伸長的長度與彈簧原長有關(guān)．將一根彈簧截成長度不等的兩段，用相同的力拉伸，比較伸長的長度．

Answer 1

分析 （1）彈簧測力計的量程應(yīng)該是伸長與拉力成正比的范圍之內(nèi)，可從表中找出．原長是在沒掛鉤碼時彈簧的長度，也可以從表中讀出；
（2）所得出的結(jié)論，也就是彈簧測力計的制作原理；
（3）彈簧自身是有一定重力的，因此，將其放在水平桌面上自然伸長與懸掛起來的伸長是不一樣的，這是我們判斷圖象的一個主要依據(jù)；
（4）明確橫、縱坐標所代表的物理意義，然后根據(jù)同樣拉力時的彈簧伸長量進行分析回答；
（5）探究彈簧伸長的長度與彈簧原長的關(guān)系應(yīng)控制彈簧的材料、金屬絲的粗細、彈簧的橫截面積相同而彈簧的原長不同，用相等的力拉彈簧，探究彈簧的伸長與彈簧長度的關(guān)系．

解答 解：
（1）從表中的數(shù)據(jù)可以看出，拉力每增加2N彈簧伸長1cm，當超過10N時，這一規(guī)律被打破，因此可斷定，用其制作彈簧測力計的量程是0～10N，彈簧的原長是鉤碼重為0時的長度，為3cm；
（2）分析表中數(shù)據(jù)可得到的結(jié)論是：在彈性限度內(nèi)，彈簧的伸長與所受拉力成正比；
（3）因為受彈簧自身重力和影響，當把彈簧懸掛起來后，它的長度會比放在水平桌面上長一些，因此，圖象中當縱軸上的拉力為0時，橫軸上的長度應(yīng)該有一定的數(shù)值才行，所以ABD都不符合要求，只有C符合題意．
（4）由圖象可知，在相同拉力作用下，彈簧乙的伸長量小，彈性系數(shù)較大，適合制作量程較大的彈簧測力計；在相同拉力作用下，彈簧甲的伸長量大，彈簧甲較靈敏，可以用來制作精確程度較高的彈簧測力計．
（5）要證實彈簧伸長的長度與彈簧原長的關(guān)系，設(shè)計實驗時要采用控制變量法，需要控制彈簧的材料、粗細、所受拉力相同，只改變彈簧的原長，要控制彈簧的材料、粗細相同可以取同一根彈簧來做實驗，再將彈簧截成長度不同的兩段，就可以改變彈簧的原長，并分別用大小相同的力拉兩根彈簧，就可以控制彈簧所受的拉力相同，最后比較彈簧伸長長度的關(guān)系．
故答案為：
（1）0-10； 3；
（2）在彈簧的彈性限度內(nèi)，彈簧的伸長量與受到的拉力成正比；
（3）C；
（4）甲；
（5）將一根彈簧截成長度不等的兩段，用相同的力拉伸，比較伸長的長度．

點評 在做彈簧的伸長與拉力關(guān)系的相關(guān)實驗中，一定要注意“彈簧的長度”與“伸長量”的不同，實驗中還要注意彈簧自身重力對彈簧伸長的影響，學會記錄和分析數(shù)據(jù)，從而得出正確的結(jié)論．