Question

（1）一輕彈簧原長為10cm，把它上端固定，下端懸掛一重為0.5N的鉤碼，靜止時它的長度為12cm，彈簧的勁度系數為

 

N/m；現有一個帶有半徑為14cm的

1

4

光滑圓弧的物塊靜止放在水平面上，半徑OA水平，OB豎直，如圖1所示；將上述輕彈簧的一端拴在A點，另一端拴著一個小球，發現小球靜止在圓弧上的P點，且∠BOP=30°，則小球重為

 

N．
（2）“驗證力的平行四邊形定則”實驗的步驟如下，請你將實驗步驟補充完整．
①在水平放置的木板上，固定一張白紙；
②把橡皮筋的一端固定在O點，另一端拴兩根帶套的細線．細線和橡皮筋的交點叫做結點；
③在紙面離O點比橡皮筋略長的距離上標出A點；
④用兩個彈簧秤分別沿水平方向拉兩個繩套，把結點拉至A點，如圖2所示，記下此時兩力F₁和F₂的方向和大��；
⑤改用一個彈簧秤沿水平方向拉繩套，仍把結點拉至A點，

 

；
⑥拆下彈簧秤和橡皮筋；
⑦在A點按同一標度，作F₁、F₂、F三個力的圖示；
⑧

 

；
⑨比較F_合和F的大小和方向并得出結論．
（3）某同學利用如圖甲所示的電路測定電源的電動勢和內電阻，實驗中電表內阻對實驗結果的影響很小，均可以忽略不計．閉合電鍵S后，變阻器的滑動觸頭P由變阻器的一端滑到另一端的過程中，兩電壓表示數隨電流變化情況分別如圖乙中的直線a、b所示．

①將實物圖中未連接的部分元件，按電路圖連接成實驗電路；
②根據U-I圖象中坐標軸表示的數據，可求出電源電動勢E=

 

，內電阻r=

 

．

Answer 1

分析：（1）由題確定出彈簧的彈力和伸長的長度，根據胡克定律求解彈簧的勁度系數．
根據胡克定律和共點力平衡求出小球重力．
（2）明確實驗目的，以及實驗所要測量的物理量，即可正確安排實驗步驟，注意要符合邏輯先后順序，同時便于操作，不能邏輯順序顛倒．
（3）根據閉合電路歐姆定律求出電源的電動勢．

解答：解：（1）由題，根據平衡條件得知，物體受到的彈力大小等于物體的重力大小，即F=G=0.5N，彈簧伸長的長度為x=12cm-10cm=0.02m，根據胡克定律F=kx得  k=25 N/m
以小球為研究對象，分析受力情況：豎直向下的重力G，彈簧的彈力F，圓環的彈力N，N沿半徑方向背離圓心O，
根據共點力平衡和幾何關系解得：G=

3

N
（2）實驗步驟本著先安裝設備（或者實驗器材），然后進行測量的思路進行設計，同時注意操作的先后邏輯以及簡單易行的原則，
⑤改用一個彈簧秤沿水平方向拉繩套，仍把結點拉至A點，記下此時力F的方向和大小．
⑧利用平行四邊形法則作F₁、F₂的合力F_合．
（3）①將如圖丙所示實物圖中未連接的部分元件，按電路圖連接成實驗電路：
②由E=U+Ir知：
E=U₁+I₁r，E=U₂+I₂r
得E=

U1I2-U2I1

I2-I1

r=

U1-U2

I2-I1

故答案為：
（1）25 N/m； 

3

N              
（2）⑤記下此時力F的方向和大�。�
⑧利用平行四邊形法則作F₁、F₂的合力F_合．
（3）
①．如圖
②E=

U1I2-U2I1

I2-I1

，內電阻r=

U1-U2

I2-I1

點評：（1）本題考查胡克定律的基本應用，公式F=kx中，x是彈簧伸長的長度或縮短的長度．
（2）明確實驗原理，對于基礎實驗要親自動手進行實際操作，同時加強利用基本物理規律解決實驗問題的能力．
（3）本題考查對物理圖象的理解能力，可以把本題看成動態分析問題，來選擇兩電表示對應的圖線．