初中物理探究弹簧测力计原理的实验实验题

(6分)为制作弹簧测力计，某物理实验小组对弹簧的伸长与拉力的关系作了探究．下表是他们利用甲、乙两根不同的弹簧做实验时所记录的数据．
表一

甲弹簧受到的拉力／N	O	l	2	3	4	5	6
甲弹簧的长度／cm	6．O	9．O	12.0	15．O	18.O	21．O	24．O

 
表二

乙弹簧受到的拉力／N	O	l	2	3	4	S	6
乙弹簧的长度／cm	6.0	7.5	9.O	lO．5	12,0	13.5	15．O

(1)分析表一和表二数据可知：
①在一定条件下，弹簧伸长的长度与它所受的拉力成_______；
②在拉力相同的情况下，甲弹簧伸长的长度比乙弹簧_______                                         (选“大"或“小”)。
(2)如图所示的A、B两弹簧测力汁分别使用了甲、乙两弹簧，它们的外壳相同，刻度线分布情况相同．则量程较大的是       (选填“A”或“B”下同)测力计，精度较高的是        测力计．

(3)经实验探究发现：在拉力相通的情况下，弹簧伸长的长度与弹簧的材料、粗细、原长(弹簧不受外力时的长度)等均有关系，请设计一个简单实验，证实弹簧伸长的长度与弹簧原长有关。

某同学在探究弹簧的特点时，得出了弹簧受到的拉力与弹簧的长度的关系如下图，请回答下列问题：

（1）这根弹簧的原长是       cm;
（2）弹簧在受到6N的拉力时，弹簧比原来伸长了     cm，
此时弹簧发生了     形变，它具有       能。
（3）分析图像中及有关数据，你可得出的
结论是                                            。

学习了“弹力与弹簧测力计”内容后，小明准备自制弹簧测力计．他找来弹簧、钩码、直尺、指针等器材．首先测出弹簧的长度L ₀=2．10 cm，然后在弹簧下面挂上不同数量的钩码，测出弹簧的长度L，算出弹簧的伸长△L(△L=L－L₀)，实验数据如下：

拉力F(N)	0	1	2	3	4	5	6
长度L(cm)	2.10	2.50	2.90	3.30	3.70	4.10	4.50
伸长△L(cm)	0	0.40	0.80	1.20	1.60	2.00	2.40

(1)从表中的数据可以看出：弹簧伸长△L和拉力F的关系为：_____________________．
(2)当弹簧的伸长△L=1．40 cm时，弹簧受到的拉力为__________N．

小红在课外探究弹簧的长度跟拉力的变化关系，利用如图5- 7所示的
装置记录了相应实验数据如下：（本题9分）

拉力/N	0	5	10	15	20	25	30	40
指针的位置/cm	2	3	4	5	6	7	7.5	7.5

 
（1）分析实验数据，写出你能得到的结论。
（2）举出该探究在实际应用中的一个实例。

一位同学在自制弹簧测力计前，取某一规格的弹簧来做实验．记录的数据如下：

弹簧所受拉力／N	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
弹簧的长度／mm	100	105	110	115	120	125	128	134	136	137	138

(1)分析这些数据可以得出什么结论?
(2)用这种规格的弹簧来制作弹簧测力计，它的测量范围是多大?
(3)用这种规格的弹簧做成的弹簧测力计，在原长100 mm处定为零刻度，以后每伸长5 mm划一刻度，标记为“1”“2”“3”…，且将相邻的两个刻度间均匀地分成5小格，则该弹簧测力计的分度值为多少?

小明是一位爱刨根问底的孩子，他和他几个同学在物理实验室里，想对弹簧测力计的工作原理一探究竟．
探究一：测力计面板上的刻度为何是均匀的，他们打开测力计的外壳，发现内部结构如图丙，探究结果：弹簧的伸长量x与拉力F成正比关系，若设比例系数为k，则F、k、x间的关系式可写为：________，并在丁图中用图象表示这种关系．
探究二：察看不同的测力计，如图甲与乙同样2N的拉力，甲的伸长量是乙的二倍，研究它们的内部结构发现，绕制甲弹簧的钢丝更细更柔软，结论：比例系数k与________________有关，k值越小则意味着________________________________________．
探究三：他们联想到橡皮筋也近似符合弹簧的规律．那么，若将几根橡皮筋并排使用，更难拉伸，则它们整体的k要比一根橡皮筋的k要________（填“大”“小”或“相等”）．

在学完弹力后，同学们在“制作弹簧测力计”的活动课中发现：在一定的范围内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的长度就会越长，根据这一现象，小明和小丽提出如下猜想，究竟谁的正确呢？它们决定一起通过实验来验证自己的猜想。

（1）小明和小丽利用一根弹簧、若干个相同的钩码、刻度尺等器材设计实验，实验记录数据如下表：

1	拉力（钩码总重）F/N	0	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5
2	橡皮筋的总长度l/cm	4.50	5.10	5.70	6.31	A	7.50
3	橡皮筋伸长的长度△l/cm	0	0.60	1.20	1.81	B	3.00

表中有一组数据没有记录，请根据如图补充A处数据为　　cm，B处数据为　　cm。

根据表中数据，两个同学中　　猜想是正确的。

（2）在学完摩擦力之后，小丽同学又用弹簧测力计探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关时，进行了甲、乙、丙三次实验，如图所示。

由　　两个实验可知，滑动摩擦力的大小与压力大小有关。

由图甲和图丙两个实验可知，滑动摩擦力的大小与　　有关。

（3）在研究滑动摩擦力实验中，小丽同学主要应用下列哪一种研究物理问题的方法　　。

A．类比法   B．控制变量法   C．推理法   D．等效替代法。

（2013·云南）小明观察发现，弹簧测力计的刻度是均匀的，由此他猜想弹簧的伸长量与它受到的拉力成正比。为了验证猜想，小明决定进行实验。

(1)要完成实验，除了需要如图中所示的一根两头带钩的弹簧、若干相同的钩码(每个钩码重力已知)、铁架台以外，还需要的测量仪器是        。进行实验后小明记录数据如下表，表中数据明显错误的是第      次实验。

实验次数	1	2	3	4	5	6	7
拉力(钩码总重)F／N	0	1	2	3	4	5	6
弹簧伸长量△L／cm	0	0.40	0.80	1.70	1.60	2.00	2.40

(2)去除错误的一组数据，在图中做出弹簧伸长量与所受拉力的关系图线。

(3)由图像可验证小明的猜想是       的(填“正确”或“错误”)。
(4)小华认为实验中可以用弹簧测力计代替钩码。他的做法是：用弹簧测力计挂钩勾住弹簧下端向下拉来改变力的大小，力的数值由弹簧测力计读出。你认为用弹簧测力计好，还是用钩码更好一些?答：      ；理由是：                              。

（2014·益阳）某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。将弹簧悬挂在铁架台上，刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都在竖直方向上。在弹簧下端依次增加相同型号钩码的个数，数据记录如下表：

所挂钩码数量N（个）	0	1	2	3	4	5	6
弹簧长度L(㎝)	12.56	13.11	13.65	14.2	14.73	15.29
伸长量△L(㎝)	0	0.55	1.09	1.64	2.17	2.73

（1）在数据记录表中，有一个记录不规范的数据是        ；根据记录的数据可知,所用刻度尺的分度值是            ；
（2）请在下面的坐标图中画出弹簧的伸长量△L 与所挂钩码个数N的关系图象。根据图象可知，当挂6个钩码时，弹簧伸长量为         ㎝（未超过弹簧的弹性限度）。

赵明准备自己制作一只弹簧测力计，他找来弹簧、钩码、直尺、指针等器材．首先测出弹簧的长度cm，然后在弹簧下挂上不同的钩码，测出弹簧的长度，算出比原长的伸长量，填在如下表格中：

(1)从表中数据可以看出拉力和弹簧伸长量的关系为____________________________
(2)赵明继续实验，得到下列数据：

从这次数据看出，拉力达到________N时，拉力和弹簧伸长的关系就改变了．因此弹簧测力计的测量范围只能达到___________N。

某同学在竖直悬挂的弹簧下加钩码（弹簧原长为l ₀），探究弹力与弹簧伸长量的关系，如图1所示。如表是他实验记录的数据，实验时弹力始终未超过弹性限度，弹簧很轻，自身质量不计。（g＝10N/kg）

钩码质量m/g	0	30	60	90	120	…
弹簧长度L/m	0.06	0.072	0.084	0.096	0.108	…

（1）根据表格中数据可以得出，弹力F与弹簧伸长量x的关系式是 　 　；

（2）该同学将上述两根同样的弹簧按图2串联起来，下面挂重为G的钩码时，甲、乙的伸长量x _甲 　 　x _乙（选填"大于"、"等于"或"小于"）；

（3）该同学又将这两根弹簧按如图3并联起来，下面挂重为G的钩码时，乙弹簧长度的表达式L _乙＝ 　　。

（2014·聊城）为了研究弹簧受到拉力作用时，其伸长量与弹簧自身因素的关系，郑能同学选择了如下器材：弹簧测力计，弹簧A.B.C.D，其中A.C由同种金属丝绕制而成，B.D由另一种金属丝绕制而成，A.B原来的长度均为L₀，C.D原来的长度均为L₀′，且A.B.C.D的横截面积均相同。
实验操作如下：他将弹簧A.B.C.D的左端固定，并分别用水平向右的力通过测力计拉伸弹簧，它们的长度各自增加了ΔL₁、ΔL₂、ΔL₃和ΔL₄，如图A.B.C.d所示。请仔细观察实验现象，对A.b实验做比较，再对C.d做比较，可以得到在弹簧自身因素         、         相同的条件下，再使它们     相同，弹簧的伸长量与           有关。

（2014·淮安）小明在选用弹簧测力计的过程中，发现测量大小相同的力时，用不同规格的测力计，弹簧伸长的长度不一样．对哪些因素会影响弹簧的伸长量，小明有三种猜想：
猜想1：制造弹簧所用的材料可能影响弹簧的伸长量．
猜想2：弹簧的原长可能影响弹簧的伸长量．
猜想3：弹簧的粗细可能影响弹簧的伸长量．
小明为探究自己的猜想，设计出一个实验方案：
①将一根弹簧剪成长度不同的两根，测出两根弹簧的初始长度L₁、L₂；
②如图所示，固定弹簧的一端，用大小相等的力拉弹簧，测出两根弹簧的对应长度L₁′、L₂′；

③改变拉力的大小，重复实验步骤①②，记录实验数据．
（1）该实验方案研究的是猜想   （填写序号）；
（2）实验方案中将“一根弹簧剪成长度不同的两根”，这样做的目的是                   ．
（3）实验方案中“用大小相同的力拉弹簧”表明弹簧的伸长量还与            有关．
（4）探究此猜想需要研究和比较的物理量是              和                  ．

小金同学为了制作弹簧测力计，对一根弹簧进行了探究：将弹簧的一端固定，另一端悬挂钩码，记录弹簧的长度与它受到的拉力之间的关系。如表所示：

拉力     $\left(N\right)$	0	0.5	1.0	1.5	2.0	3.0	4.0
弹簧长度     $\left(\mathit{cm}\right)$	6.5	7.5	8.5	9.5	11.0	14.2	18.0

若用此弹簧制作弹簧测力计，请回答以下问题：

（1）从表格信息可得，它的最大称量是 　　 $N$ 。

（2）若该弹簧测力计的最小刻度为 $0.1N$ ，则相邻刻度线之间的距离为 　　 $\mathit{cm}$ 。

（3）当该弹簧测力计悬挂 $75g$ 的重物时，弹簧将伸长 　　 $\mathit{cm}$ 。

小明和小亮同学利用橡皮筋、硬纸板、带指针的挂钩、弹簧测力计等器材，制作一个简易测力计。标注刻度方案一：让橡皮筋在竖直方向自由下垂，当指针稳定时，在指针所指位置标注"0"刻度。再用弹簧测力计拉动挂钩，拉力分别显示为 $1N$ 、 $2N$ 、 $3N$ 、 $4N$ 时，在指针所指位置分别标注对应的刻度。实验相关数据记录如下表。

拉力 $F/N$	0	1	2	3	4
橡皮筋伸长△ $L/\mathit{cm}$	0	1.2	3.4	6.1	9.9

（1）请你根据表中的数据，在图中绘副出△ $L-F$ 图象。

（2）完成上述实验后，小亮提出了标注刻度的方案二：标注"0"刻度的方法与方案一相同，然后再用弹簧测力计拉动挂钩，使拉力示数为 $4N$ ，在指针所指位置标注 $4N$ 的刻度，在0刻度线与 $4N$ 刻度线之间分成4等份，标出各刻度线和对应的刻度。如果让你利用橡皮筋制作简易测力计，标注刻度时，你会选择方案一还是方案二，并说明理由。 　　。