Question

17．通過“探究彈簧彈力與彈簧伸長量之間的關(guān)系”實驗，我們知道：在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力F與形變量x成正比，并且不同彈簧，其勁度系數(shù)也不同．某中學(xué)的探究學(xué)習(xí)小組從資料中查到：彈簧的勁度系數(shù)與彈簧的材料和形狀有關(guān)．該學(xué)習(xí)小組想研究彈簧的勁度系數(shù)與彈簧原長的關(guān)系，現(xiàn)有A，B，C，D四根材料和粗細(xì)完全相同僅長度不同的彈簧．
（1）學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們經(jīng)過思考和理論推導(dǎo)，各自提出了自己的看法，其中甲同學(xué)認(rèn)為彈簧的勁度系數(shù)可能與彈簧長度成正比，乙同學(xué)認(rèn)為彈簧的勁度系數(shù)可能與彈簧原長成反比，甲、乙有一名同學(xué)的看法是正確的．你認(rèn)為正確的是乙（填“甲”或“乙”），就這一環(huán)節(jié)而言，屬于科學(xué)探究中的哪個環(huán)節(jié)C（填序號）．
A．分析與論證　B．進行實驗與收集證據(jù)  C．猜想與假設(shè)  D．制定計劃與設(shè)計實驗
（2）為驗證甲、乙誰的看法正確，可通過實驗完成，實驗器材除上述彈簧和已知至來年個的幾個鉤碼外，還需要的實驗器材是鐵架臺，刻度尺．
（3）探究學(xué)習(xí)小組進行實驗記錄的數(shù)據(jù)如表所示，實驗數(shù)據(jù)記錄（g=10m/s²）

	原長	鉤碼質(zhì)量	彈簧長度	彈簧伸長量x	彈簧勁度系數(shù)k
彈簧A	10.00cm	0.3kg	13.00cm	3.00cm	100N/m
彈簧B	15.00cm	0.1kg	16.49cm	1.49cm	67.1N/m
彈簧C	20.00cm	0.2kg	24.00cm	①	②
彈簧D	30.00cm	0.1kg	32.99cm	2.99cm	33.4N/m

請完成表，從中得出的結(jié)論為：①4.00cm②50N/m，從中得出的結(jié)論為：在實驗允許的誤差范圍內(nèi)，彈簧的勁度系數(shù)與彈簧原長成反比．

Answer 1

分析 （1）兩個同學(xué)先做出假設(shè)，后進行實驗驗證，是科學(xué)探究中的猜想與假設(shè)環(huán)節(jié)．
（2）彈簧的伸長量x=彈簧長度-原長，勁度系數(shù)k可由：F=kx求出．

解答 解：（1）由胡克定律可知：認(rèn)為正確的是乙，
兩個同學(xué)先做出假設(shè)，后進行實驗驗證，是科學(xué)探究中的猜想與假設(shè)環(huán)節(jié)．故選C
（2）除上述彈簧和已知質(zhì)量的幾個鉤碼外，還需要鐵架臺，將彈簧支持起來掛鉤碼．并通過刻度尺來測量彈簧的形變量，從而確定彈簧的彈力與形變量的關(guān)系．
（3）彈簧的伸長量x=彈簧長度-原長：即：x=24.00-20.00=4.00cm
拉力F=mg=0.2×10=2N
由：F=kx得：
k=$\frac{F}{x}=\frac{2}{0.04}$N/m=50N/m
看一看其它三個彈簧彈力與勁度系數(shù)以及形變量的關(guān)系：
彈簧A：3=100×0.03
彈簧B：1≈67.1×0.0149
彈簧D：1≈33.4×0.0299
故結(jié)論為：在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力與形變量成正比
故答案為：（1）乙，C
（2）鐵架臺、刻度尺；
（3）4.00cm；50N/m在實驗允許的誤差范圍內(nèi)，彈簧的勁度系數(shù)與彈簧原長成反比．

點評 本題比較簡單考查了胡可定律的應(yīng)用，做題時需要結(jié)合數(shù)學(xué)知識求解，是一道考查數(shù)學(xué)與物理結(jié)合的好題目