Question

18．通過“探究彈簧彈力與彈簧伸長量之間的關系”實驗，我們知道：在彈性限度內，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．某中學的探究學習小組從資料中查到：彈簧的勁度系數(shù)與彈簧的材料和形狀有關．該學習小組想研究彈簧的勁度系數(shù)與彈簧原長的關系，現(xiàn)有A，B，C，D四根材料和粗細完全相同僅長度不同的彈簧．
（1）學習小組的同學們經(jīng)過思考和理論推導，各自提出了自己的看法，其中甲同學認為彈簧的勁度系數(shù)可能與彈簧長度成正比，乙同學認為彈簧的勁度系數(shù)可能與彈簧原長成反比，甲、乙有一名同學的看法是正確的．你認為正確的是乙（填“甲”或“乙”），就這一環(huán)節(jié)而言，屬于科學探究中的哪個環(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  D．制定計劃與設計實驗
（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質量的幾個鉤碼外，還需要的實驗器材是鐵架臺、刻度尺．
（3）探究學習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	4.00 cm	50 N/m
彈簧D	30.00cm	0.1kg	32.99cm	2.99cm	33.4N/m

請完成上表，從中得出的結論為：在實驗允許的誤差范圍內，彈簧的勁度系數(shù)與彈簧原長成反比．

Answer 1

分析 （1）兩個同學先做出假設，后進行實驗驗證，是科學探究中的猜想與假設環(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）彈簧的勁度系數(shù)由彈簧的本身決定，而與懸掛的重物無關，所以乙正確．
由于實驗還沒有被證實，所以屬于猜想與假設環(huán)節(jié)．故選C
（2）實驗中需要懸掛彈簧測力計，所以需要鐵架臺，還需要測量彈簧形變量，所以需要刻度尺．
（3）根據(jù)數(shù)據(jù)計算可知道：
彈簧的伸長量x=彈簧長度-原長：即：x=24.00-20.00=4.00cm=0.04m
拉力F=mg=0.2×10=2N
由：F=kx得：
k=$\frac{F}{k}$=$\frac{2}{0.04}$=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
故答案為：（1）乙　C　（2）鐵架臺、刻度尺
（3）4.00 cm　50 N/m
在實驗允許的誤差范圍內，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用，做題時需要結合數(shù)學知識求解，是一道考查數(shù)學與物理結合的好題目