课时作业(十一) [第11讲本单元实验]
1. 某同学做“**弹力和弹簧伸长量的关系”实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长l0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度l，把l－l0作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是图k11－1中的( )
a b c d
图k11－1
2．在**力的合成的实验中，橡皮条的一端固定在p点，另一端被a、b两只弹簧测力计拉伸至o点，f1、f2分别表示a、b两只弹簧测力计的读数，如图k11－2所示．使弹簧测力计b从图示位置开始顺时针缓慢转动，在这过程中保持o点和弹簧测力计a的拉伸方向不变，则在整个过程中两弹簧测力计的读数f1、f2的变化是( )
a．f1减小，f2减小。
b．f1减小，f2增大。
c．f1减小，f2先增大后减小。
d．f1减小，f2先减小后增大。
图k11－2
图k11－3
3．图k11－3是甲、乙两位同学在“验证力的平行四边形定则”实验中所得到的实验结果，若用f表示两个分力f1、f2的合力，用f′表示f1和f2的等效力，则可以判断___选填“甲”或“乙”)同学的实验结果是尊重事实的．
4．17世纪英国物理学家胡克发现：在弹性限度内，弹簧的形变量与弹力成正比，这就是著名的胡克定律．受此启发，一学习小组同学研究“金属线材伸长量与拉力的关系”的**过程如下：
有同学认为：横截面为圆形的金属丝或金属杆在弹性限度内，其伸长量与拉力成正比，与截面半径成反比．
他们准备选用一些“由同种材料制成的不同长度、不同半径的线材”作为研究对象，用测距仪、传感器等仪器测量线材的伸长量随拉力变化的规律，以验证假设．
通过实验取得如下数据：
同学们对实验数据进行分析、归纳后，对他们的假设进行了补充完善．
1)上述科学**活动中，属于“制定计划”和“搜集证据”的环节分别是。
2)请根据上述过程分析他们的假设是否全部正确？若有错误或不足，请给予修正．
5．在“验证力的平行四边形定则” 的实验中，其中的三个实验步骤如下：
在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线；通过细线同时用两个测力计互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点到达某一位置o点，在白纸上记下o点和两个测力计的读数f1和f2.
在纸上根据f1和f2的大小，应用平行四边形定则作图求出合力f.
只用一测力计通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与用两个测力计拉时相同，记下此时测力计的读数f′和细绳的方向．
以上三个步骤中均有错误或疏漏，请指出：
图k11－4
6．在“验证力的平行四边形定则”实验中，实验步骤如下：
在水平放置的木板上，固定一张白纸．
把橡皮条的一端固定在o点，另一端拴两根带套的细线，细线与橡皮条的交点叫做结点．
在纸面离o点比橡皮条略长的距离上标出a点．
如图k11－4所示，用两个弹簧测力计分别沿水平方向拉两个绳套，把结点拉至a点，记下此时两力f1和f2的方向和大小．
改用一个弹簧测力计沿水平方向拉绳套，仍把结点拉至a点，记下此时f的方向和大小．
拆下弹簧测力计和橡皮条．
请你写出下面应继续进行的实验步骤。
7．某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码，**弹力和弹簧伸长量的关系．表中是该同学记录的实验数据，实验中弹簧始终未超过弹性限度．(g＝10 m/s2)
1)根据实验数据在如图k11－5所示坐标系中作出弹力f跟弹簧伸长量x的关系图象；
图k11－5
2)根据图象得到弹簧的劲度系数是___n/m.
8．橡皮条的一端固定在a点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5 n、最小刻度为0.1 n的弹簧测力计．沿着两个不同的方向拉弹簧测力计．当橡皮条的活动端拉到o点时，两根细绳相互垂直，如图k11－6所示，这时弹簧测力计的读数可从图中读出．
图k11－6
1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为___n和n. (要求读到0.1 n)
2)在本题的虚线方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力．
图k11－7
9．在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套(如图k11－7所示)．实验中需用两个弹簧测力计分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条．某同学认为在此过程中必须注意以下几项：
a．两根细绳必须等长。
b．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上。
c．在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行。
其中正确的是填入相应的字母)
10．图k11－8甲为“**求合力的方法”的实验装置．
1)下列说法中正确的是___
a．在测量同一组数据f1、f2和合力f的过程中，橡皮条结点o的位置能变化。
b．弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下。
c．f1、f2和合力f的大小都不能超过弹簧测力计的量程。
d．为减小测量误差，f1、f2方向间夹角应为90°
2)弹簧测力计的指针如图乙所示，由图可知拉力的大小为___n.
图k11－8
11．在“**弹力和弹簧伸长的关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图k11－9所示．所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度．
图k11－9
1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标图中，请作出f－l图线．
图k11－10
2)由此图线可得出该弹簧的原长l0＝__cm，劲度系数kn/m.
3)试根据以上该同学的实验情况，请你帮助他设计一个记录实验数据的**(不必填写其实验测得的具体数据)．
4)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较．
优点在于。缺点在于。
课时作业（十一）
基础热身】1．c [解析] 原长的测量值小于真实值，设误差为δl，弹簧的实际伸长量x′＝x－δl，弹力与伸长量成正比，即f＝k(x－δl)，所以可能的图线是c.
2．d [解析] 由于结点o的位置不变，所以f1和f2的合力大小和方向不变，画出平行四边形如图所示，弹簧测力计a的拉伸方向不变，则f1的方向不变，弹簧测力计b顺时针转动过程中，f2的大小和方向均不断改变，图中画出弹簧测力计b转动过程中的三个位置，两弹簧测力计的读数分别为f1′和f2′、f1″和f2″、f1 和f2 ，观察表示力的有向线段的长短变化，可以看出弹簧测力计a的读数f1逐渐减小，而弹簧测力计b的读数f2先减小后增大，当弹簧测力计b转动至与弹簧测力计a垂直时f2最小．
3．甲。解析] 由题设可知，f为f1和f2合力，是通过平行四边形定则作出的，而f′是f1和f2的等效力，即用一只弹簧秤拉橡皮条时的拉力，显然f′的方向与细绳应在同一条直线上，故甲同学是尊重事实的．
4．(1)② 2)他们的假设不是全部正确．在弹性限度内，金属丝(杆)的伸长量与拉力成正比，与截面半径的平方成反比，还与金属丝(杆)的长度成正比．
解析] 确定研究对象，选取实验器材属“制定计划”；实验过程和测量数据属“搜集证据”. **金属线材伸长量与拉力、长度、直径的关系时，应该采用控制变量法．
技能强化】5．(1)步骤①中未记下细线的方向 (2)步骤②中除f1、f2的大小之外，还应根据f1、f2的方向才能准确作图。
3)步骤③中应将橡皮条与线的结点拉到原位置o点。
6．在a点按同一标度作出f1、f2、f的图示；利用平行四边形定则作f1、f2的合力f′；比较f和f′的大小和方向，并得出结论。
7．(1)如图所示 (2)25
解析] (1)钩码质量为零时弹簧的长度为原长，可得弹簧原长为6.0 cm；根据给出的六组数据分别计算出对应状态下弹簧的伸长量，可在弹力f与弹簧伸长量x的关系图象中确定出六个点，用平滑的曲线连接尽可能多的点，如图所示．所得图象是一条过原点的直线，本实验中最后一点要舍弃．(2)由所得图象，计算图象的斜率即为弹簧的劲度系数k＝n/m＝25 n/m.
高三物理课时作业 35
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