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課時(shí)作業(yè)(十一)　[第11講　本單元實(shí)驗(yàn)]
基礎(chǔ)熱身
1. 某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長(zhǎng)，用直尺測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)L0，再把彈簧豎直懸掛起來，掛上砝碼后測(cè)出彈簧伸長(zhǎng)后的長(zhǎng)度L，把L－L0作為彈簧的伸長(zhǎng)量x，這樣操作，由于彈簧自身重力的影響，最后畫出的圖線可能是圖K11－1中的(　　)
A　　　　　B　　　　　C　　　　　D
圖K11－1
2．在探究力的合成的實(shí)驗(yàn)中，橡皮條的一端固定在P點(diǎn)，另一端被A、B兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉伸至O點(diǎn)，F(xiàn)1、F2分別表示A、B兩只彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，如圖K11－2所示．使彈簧測(cè)力計(jì)B從圖示位置開始順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，在這過程中保持O點(diǎn)和彈簧測(cè)力計(jì)A的拉伸方向不變，則在整個(gè)過程中兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F1、F2的變化是(　　)
A．F1減小，F(xiàn)2減小
B．F1減小，F(xiàn)2增大
C．F1減小，F(xiàn)2先增大后減小
D．F1減小，F(xiàn)2先減小后增大
圖K11－2
　　
圖K11－3
3．圖K11－3是甲、乙兩位同學(xué)在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，若用F表示兩個(gè)分力F1、F2的合力，用F′表示F1和F2的等效力，則可以判斷________(選填“甲”或“乙”)同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是尊重事實(shí)的．
4．17世紀(jì)英國(guó)物理學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn)：在彈性限度內(nèi)，彈簧的形變量與彈力成正比，這就是著名的胡克定律．受此啟發(fā)，一學(xué)習(xí)小組同學(xué)研究“金屬線材伸長(zhǎng)量與拉力的關(guān)系”的探究過程如下：
①有同學(xué)認(rèn)為：橫截面為圓形的金屬絲或金屬桿在彈性限度內(nèi)，其伸長(zhǎng)量與拉力成正比，與截面半徑成反比．
②他們準(zhǔn)備選用一些“由同種制成的不同長(zhǎng)度、不同半徑的線材”作為研究對(duì)象，用測(cè)距儀、傳感器等儀器測(cè)量線材的伸長(zhǎng)量隨拉力變化的規(guī)律，以驗(yàn)證假設(shè)．
③通過實(shí)驗(yàn)取得如下數(shù)據(jù)：
長(zhǎng)度
拉力
　伸長(zhǎng)　　　
　
直徑　　　
250 N500 N750 N1000 N
1 m2.52 mm0.4 mm0.8 mm1.2 mm1.6 mm
2 m2.52 mm0.8 mm1.6 mm2.4 mm3.2 mm
1 m3.57 mm0.2 mm0.4 mm0.6 mm0.8 mm
④同學(xué)們對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、歸納后，對(duì)他們的假設(shè)進(jìn)行了補(bǔ)充完善．
(1)上述科學(xué)探究活動(dòng)中，屬于“制定”和“搜集證據(jù)”的環(huán)節(jié)分別是________、________.
(2)請(qǐng)根據(jù)上述過程分析他們的假設(shè)是否全部正確？若有錯(cuò)誤或不足，請(qǐng)給予修正．
技能強(qiáng)化
5．在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則” 的實(shí)驗(yàn)中，其中的三個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①在水平放置的木板上墊一張白紙，把橡皮條的一端固定在木板上，另一端拴兩根細(xì)線；通過細(xì)線同時(shí)用兩個(gè)測(cè)力計(jì)互成角度地拉橡皮條，使它與細(xì)線的結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O點(diǎn)，在白紙上記下O點(diǎn)和兩個(gè)測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F1和F2.
②在紙上根據(jù)F1和F2的大小，應(yīng)用平行四邊形定則作圖求出合力F.
③只用一測(cè)力計(jì)通過細(xì)繩拉橡皮條，使它的伸長(zhǎng)量與用兩個(gè)測(cè)力計(jì)拉時(shí)相同，記下此時(shí)測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F′和細(xì)繩的方向．
以上三個(gè)步驟中均有錯(cuò)誤或疏漏，請(qǐng)指出：
(1)________________________________________________________________________．
(2)________________________________________________________________________．
(3)________________________________________________________________________．
圖K11－4
6．在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①在水平放置的木板上，固定一張白紙．
②把橡皮條的一端固定在O點(diǎn)，另一端拴兩根帶套的細(xì)線，細(xì)線與橡皮條的交點(diǎn)叫做結(jié)點(diǎn)．
③在紙面離O點(diǎn)比橡皮條略長(zhǎng)的距離上標(biāo)出A點(diǎn)．
④如圖K11－4所示，用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別沿水平方向拉兩個(gè)繩套，把結(jié)點(diǎn)拉至A點(diǎn)，記下此時(shí)兩力F1和F2的方向和大�。�
⑤改用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉繩套，仍把結(jié)點(diǎn)拉至A點(diǎn)，記下此時(shí)F的方向和大�。�
⑥拆下彈簧測(cè)力計(jì)和橡皮條．
請(qǐng)你寫出下面應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)步驟：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
7．某同學(xué)在豎直懸掛的彈簧下加掛鉤碼，探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系．表中是該同學(xué)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)中彈簧始終未超過彈性限度．(g＝10 m/s2)
鉤碼質(zhì)量m/g0306090120150
彈簧總長(zhǎng)度l/cm6.07.28.49.610.812.4
(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在如圖K11－5所示坐標(biāo)系中作出彈力F跟彈簧伸長(zhǎng)量x的關(guān)系圖象；
圖K11－5
(2)根據(jù)圖象得到彈簧的勁度系數(shù)是________N/m.
8．橡皮條的一端固定在A點(diǎn)，另一端拴上兩根細(xì)繩，每根細(xì)繩分別連著一個(gè)量程為5 N、最小刻度為0.1 N的彈簧測(cè)力計(jì)．沿著兩個(gè)不同的方向拉彈簧測(cè)力計(jì)．當(dāng)橡皮條的活動(dòng)端拉到O點(diǎn)時(shí)，兩根細(xì)繩相互垂直，如圖K11－6所示，這時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)可從圖中讀出．
圖K11－6
(1)由圖可讀得兩個(gè)相互垂直的拉力的大小分別為________ N和 __________N. (要求讀到0.1 N)
(2)在本題的虛線方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個(gè)力及它們的合力．
圖K11－7
9．在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上兩根細(xì)繩，細(xì)繩的另一端都有繩套(如圖K11－7所示)．實(shí)驗(yàn)中需用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別勾住繩套，并互成角度地拉橡皮條．某同學(xué)認(rèn)為在此過程中必須注意以下幾項(xiàng)：
A．兩根細(xì)繩必須等長(zhǎng)
B．橡皮條應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同一直線上
C．在使用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)要注意使彈簧測(cè)力計(jì)與木板平面平行
其中正確的是________．(填入相應(yīng)的字母)
10．圖K11－8甲為“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)裝置．
(1)下列說法中正確的是________．
A．在測(cè)量同一組數(shù)據(jù)F1、F2和合力F的過程中，橡皮條結(jié)點(diǎn)O的位置能變化
B．彈簧測(cè)力計(jì)拉細(xì)線時(shí)，拉力方向必須豎直向下
C．F1、F2和合力F的大小都不能超過彈簧測(cè)力計(jì)的量程
D．為減小測(cè)量誤差，F(xiàn)1、F2方向間夾角應(yīng)為90°
(2)彈簧測(cè)力計(jì)的指針如圖乙所示，由圖可知拉力的大小為________N.
圖K11－8
挑戰(zhàn)自我
11．在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系，并測(cè)定彈簧的勁度系數(shù)”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖K11－9所示．所用的每個(gè)鉤碼的重力相當(dāng)于對(duì)彈簧提供了向右恒定的拉力．實(shí)驗(yàn)時(shí)先測(cè)出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長(zhǎng)度，再將5個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在繩子的下端，每次測(cè)出相應(yīng)的彈簧總長(zhǎng)度．
圖K11－9
(1)有一個(gè)同學(xué)通過以上實(shí)驗(yàn)測(cè)量后把6組數(shù)據(jù)描點(diǎn)在坐標(biāo)圖中，請(qǐng)作出F－L圖線．
圖K11－10
(2)由此圖線可得出該彈簧的原長(zhǎng)L0＝________cm，勁度系數(shù)k＝________ N/m.
(3)試根據(jù)以上該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)情況，請(qǐng)你幫助他設(shè)計(jì)一個(gè)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格(不必填寫其實(shí)驗(yàn)測(cè)得的具體數(shù)據(jù))．
(4)該同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，把彈簧水平放置與彈簧懸掛放置相比較．
優(yōu)點(diǎn)在于：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
缺點(diǎn)在于：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
課時(shí)作業(yè)（十一）
【基礎(chǔ)熱身】
1．C　[解析] 原長(zhǎng)的測(cè)量值小于真實(shí)值，設(shè)誤差為Δl，彈簧的實(shí)際伸長(zhǎng)量x′＝x－Δl，彈力與伸長(zhǎng)量成正比，即F＝k(x－Δl)，所以可能的圖線是C.
2．D　[解析] 由于結(jié)點(diǎn)O的位置不變，所以F1和F2的合力大小和方向不變，畫出平行四邊形如圖所示，彈簧測(cè)力計(jì)A的拉伸方向不變，則F1的方向不變，彈簧測(cè)力計(jì)B順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，F(xiàn)2的大小和方向均不斷改變，圖中畫出彈簧測(cè)力計(jì)B轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的三個(gè)位置，兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)分別為F1′和F2′、F1″和F2″、F1?和F2?，觀察表示力的有向線段的長(zhǎng)短變化，可以看出彈簧測(cè)力計(jì)A的讀數(shù)F1逐漸減小，而彈簧測(cè)力計(jì)B的讀數(shù)F2先減小后增大，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)B轉(zhuǎn)動(dòng)至與彈簧測(cè)力計(jì)A垂直時(shí)F2最小．
3．甲
[解析] 由題設(shè)可知，F(xiàn)為F1和F2合力，是通過平行四邊形定則作出的，而F′是F1和F2的等效力，即用一只彈簧秤拉橡皮條時(shí)的拉力，顯然F′的方向與細(xì)繩應(yīng)在同一條直線上，故甲同學(xué)是尊重事實(shí)的．
4．(1)②　③　(2)他們的假設(shè)不是全部正確．在彈性限度內(nèi)，金屬絲(桿)的伸長(zhǎng)量與拉力成正比，與截面半徑的平方成反比，還與金屬絲(桿)的長(zhǎng)度成正比．
[解析] 確定研究對(duì)象，選取實(shí)驗(yàn)器材屬“制定”；實(shí)驗(yàn)過程和測(cè)量數(shù)據(jù)屬“搜集證據(jù)”. 探究金屬線材伸長(zhǎng)量與拉力、長(zhǎng)度、直徑的關(guān)系時(shí)，應(yīng)該采用控制變量法．
【技能強(qiáng)化】
5．(1)步驟①中未記下細(xì)線的方向　(2)步驟②中除F1、F2的大小之外，還應(yīng)根據(jù)F1、F2的方向才能準(zhǔn)確作圖
(3)步驟③中應(yīng)將橡皮條與線的結(jié)點(diǎn)拉到原位置O點(diǎn)
6．在A點(diǎn)按同一標(biāo)度作出F1、F2、F的圖示；利用平行四邊形定則作F1、F2的合力F′；比較F和F′的大小和方向，并得出結(jié)論
　7．(1)如圖所示　(2)25
[解析] (1)鉤碼質(zhì)量為零時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為原長(zhǎng)，可得彈簧原長(zhǎng)為6.0 cm；根據(jù)給出的六組數(shù)據(jù)分別計(jì)算出對(duì)應(yīng)狀態(tài)下彈簧的伸長(zhǎng)量，可在彈力F與彈簧伸長(zhǎng)量x的關(guān)系圖象中確定出六個(gè)點(diǎn)，用平滑的曲線連接盡可能多的點(diǎn)，如圖所示．所得圖象是一條過原點(diǎn)的直線，本實(shí)驗(yàn)中最后一點(diǎn)要舍棄．(2)由所得圖象，計(jì)算圖象的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)k＝1.87.2×10－2 N/m＝25 N/m.
8．(1)4.0　2.5　(2)如圖所示
[解析] 讀彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)時(shí)，應(yīng)注意首先找零刻度線，尤其是豎直放置的那個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，它的讀數(shù)是2.5 N(而不是3.5 N)，水平放置的彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)是4.0 N.
9．C　[解析] 該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證兩個(gè)分力的效果等效于其合力的效果，不必要求兩個(gè)分力等大，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；與兩繩長(zhǎng)短無關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；但需使兩個(gè)分力與合力在同一平面內(nèi)，故選項(xiàng)C正確．
10．(1)C　(2)4.00
[解析] 在測(cè)量同一組數(shù)據(jù)的過程中，橡皮條結(jié)點(diǎn)O的位置不能變化，如果變化，即力的效果變化，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤；由于彈簧測(cè)力計(jì)是通過定滑輪拉結(jié)點(diǎn)O的，定滑輪只能改變力的方向不能改變力的大小，所以彈簧測(cè)力計(jì)拉線的方向不一定要沿豎直方向，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；彈簧測(cè)力計(jì)在使用過程中，不能超過其量程，C選項(xiàng)正確；兩個(gè)拉力的方向合適即可，不宜太大，也不宜太小，但不一定為90°，所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤．
【自我挑戰(zhàn)】
11．(1) 如圖所示　(2)5　20
(3)記錄數(shù)據(jù)的表格如下：
次數(shù)123456
彈力F/N
彈簧的長(zhǎng)度
L/×10－2 m
(4)避免彈簧自身所受重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響　彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在的摩擦造成實(shí)驗(yàn)的誤差
[解析] (1)用平滑的曲線將各點(diǎn)連接起來，如圖所示．(2)彈簧的原長(zhǎng)L0即為彈力為零時(shí)彈簧的長(zhǎng)度，由圖象可知，L0＝5×10－2 m＝5 cm.勁度系數(shù)為圖象直線部分的斜率，k＝20 N/m.


本文來自：逍遙右腦記憶 http://douzifanli.com/gaosan/70906.html

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