Question

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

 

N/m；現(xiàn)有一個(gè)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(diǎn)，另一端拴著一個(gè)小球，發(fā)現(xiàn)小球靜止在圓弧上的P點(diǎn)，且∠BOP=30°，則小球重為

 

N．
（2）“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)的步驟如下，請(qǐng)你將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)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(diǎn)，另一端拴兩根帶套的細(xì)線．細(xì)線和橡皮筋的交點(diǎn)叫做結(jié)點(diǎn)；
③在紙面離O點(diǎn)比橡皮筋略長(zhǎng)的距離上標(biāo)出A點(diǎn)；
④用兩個(gè)彈簧秤分別沿水平方向拉兩個(gè)繩套，把結(jié)點(diǎn)拉至A點(diǎn)，如圖2所示，記下此時(shí)兩力F₁和F₂的方向和大小；
⑤改用一個(gè)彈簧秤沿水平方向拉繩套，仍把結(jié)點(diǎn)拉至A點(diǎn)，

 

；
⑥拆下彈簧秤和橡皮筋；
⑦在A點(diǎn)按同一標(biāo)度，作F₁、F₂、F三個(gè)力的圖示；
⑧

 

；
⑨比較F_合和F的大小和方向并得出結(jié)論．
（3）某同學(xué)利用如圖甲所示的電路測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，實(shí)驗(yàn)中電表內(nèi)阻對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響很小，均可以忽略不計(jì)．閉合電鍵S后，變阻器的滑動(dòng)觸頭P由變阻器的一端滑到另一端的過(guò)程中，兩電壓表示數(shù)隨電流變化情況分別如圖乙中的直線a、b所示．

①將實(shí)物圖中未連接的部分元件，按電路圖連接成實(shí)驗(yàn)電路；
②根據(jù)U-I圖象中坐標(biāo)軸表示的數(shù)據(jù)，可求出電源電動(dòng)勢(shì)E=

 

，內(nèi)電阻r=

 

．

Answer 1

分析：（1）由題確定出彈簧的彈力和伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度，根據(jù)胡克定律求解彈簧的勁度系數(shù)．
根據(jù)胡克定律和共點(diǎn)力平衡求出小球重力．
（2）明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，以及�?shí)驗(yàn)所要測(cè)量的物理量，即可正確安排實(shí)驗(yàn)步驟，注意要符合邏輯先后順序，同時(shí)便于操作，不能邏輯順序顛倒．
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電源的電動(dòng)勢(shì)．

解答：解：（1）由題，根據(jù)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(zhǎng)的長(zhǎng)度為x=12cm-10cm=0.02m，根據(jù)胡克定律F=kx得  k=25 N/m
以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，分析受力情況：豎直向下的重力G，彈簧的彈力F，圓環(huán)的彈力N，N沿半徑方向背離圓心O，
根據(jù)共點(diǎn)力平衡和幾何關(guān)系解得：G=

3

N
（2）實(shí)驗(yàn)步驟本著先安裝設(shè)備（或者實(shí)驗(yàn)器材），然后進(jìn)行測(cè)量的思路進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)注意操作的先后邏輯以及簡(jiǎn)單易行的原則，
⑤改用一個(gè)彈簧秤沿水平方向拉繩套，仍把結(jié)點(diǎn)拉至A點(diǎn)，記下此時(shí)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將如圖丙所示實(shí)物圖中未連接的部分元件，按電路圖連接成實(shí)驗(yàn)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(shí)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(nèi)電阻r=

U1-U2

I2-I1

點(diǎn)評(píng)：（1）本題考查胡克定律的基本應(yīng)用，公式F=kx中，x是彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度或縮短的長(zhǎng)度．
（2）明確實(shí)驗(yàn)原理，對(duì)于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)要親自動(dòng)手進(jìn)行實(shí)際操作，同時(shí)加強(qiáng)利用基本物理規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力．
（3）本題考查對(duì)物理圖象的理解能力，可以把本題看成動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題，來(lái)選擇兩電表示對(duì)應(yīng)的圖線．