Question

為制作彈簧測力計，某物理實驗小組對彈簧的伸長與拉力的關系作了探究．下表是他們利用甲、乙兩根不同的彈簧做實驗時所記錄的數據．
表一：

甲彈簧受到的拉力/N	O	1	2	3	4	5	6
甲彈簧的長度/cm	6．O	9．O	12.0	15．O	18．O	21．O	24．O

表二：

乙彈簧受到的拉力/N	O	1	2	3	4	S	6
乙彈簧的長度/cm	6.0	7.5	9．O	1O.5	12.0	13.5	15．O

（1）分析表一和表二數據可知：
①在一定條件下，彈簧伸長的長度與它所受的拉力成______；
②在拉力相同的情況下，甲彈簧伸長的長度比乙彈簧______（選填“大“或“小”）．
（2）如圖所示的A、B兩彈簧測力汁分別使用了甲、乙兩彈簧，它們的外殼相同，刻度線分布情況相同．則量程較大的是______（選填“A”或“B”下同）測力計，精度較高的是______測力計．
（3）經實驗探究發現：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）等均有關系，請設計一個簡單實驗，證實彈簧伸長的長度與彈簧原長有關______．

Answer 1

【答案】分析：（1）①分析表一和表二數據，彈簧受到的拉力為0時，彈簧的長度是原長，用彈簧的長度減去彈簧的原長即為彈簧伸長的長度，計算出彈簧伸長的長度分析它與所受拉力的關系；
②分別求出在拉力相同的情況下甲彈簧伸長的長度和乙彈簧伸長的長度，再比較它們的大小關系；
（2）比較量程實質是比較在彈簧的伸長相同時彈簧所受拉力的關系，因此可根據甲乙彈簧在拉力相同時甲彈簧伸長的長度大于乙彈簧伸長的長度，得出在彈簧的伸長相同時，甲彈簧所受拉力小于乙彈簧所受拉力，從而得出結論；
同樣比較測力計的精度實質是在彈簧的拉力相同時比較彈簧伸長的長度，彈簧伸長的長度大的測力計，示數間的間距較大，刻刻度時可以刻得更小，精度更高；
（3）由題意可知：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）等均有關系，并且由題中表一和表二數據可知，彈簧伸長的長度還與彈簧所受的拉力有關，因此要證實彈簧伸長的長度與彈簧原長有關時采用控制變量法，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．
解答：解：（1）①根據表格數據可以得出，不論是甲彈簧還是乙彈簧，彈簧受到的拉力越大，彈簧伸長的長度越長，彈簧伸長的長度與彈簧受到的拉力之比是定值，即在一定條件下，彈簧伸長的長度與它所受的拉力成正比；
②計算出甲乙彈簧在拉力相同時伸長的長度，發現甲彈簧伸長的長度總大于乙彈簧伸長的長度；
（2）根據甲乙彈簧在拉力相同時甲彈簧伸長的長度大于乙彈簧伸長的長度，可得出在彈簧的伸長相同時，甲彈簧所受拉力小于乙彈簧所受拉力，由題意知，A、B兩彈簧測力計分別使用了甲、乙兩彈簧，它們的外殼相同，刻度線分布情況相同即兩彈簧的伸長相同，則甲彈簧所受拉力小于乙彈簧所受拉力即甲彈簧測力計的量程小于乙，即量程較大的是B測力計；
同樣根據甲乙彈簧在拉力相同時甲彈簧伸長的長度大于乙彈簧伸長的長度，在拉力相同時用甲彈簧做成的測力計，示數間的間距較大，刻刻度時可以刻得更小，因此用甲彈簧做成的測力計精度更高，即精度較高的是A測力計；
（3）要證實彈簧伸長的長度與彈簧原長的關系，設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系；
故本題答案為：
（1）①正比；②大；
（2）B；A；
（3）將一根彈簧截成長度不同的兩段，分別用大小相同的力拉兩根彈簧，比較彈簧伸長的長度．
點評：本題即考查學生分析實驗數據的能力又考查學生應用獲取的信息解決問題的能力，還考查學生利用控制變量法設計實驗的能力．