Question

7．小明在探究“彈簧的長度與拉力的關系”時，利用圖1所示器材并記錄了相應數據，如表．

鉤碼質量（g）	0	50	100	150	200	250	300	400
指針位置（cm）	2	3	4	5	6	7	7.5	7.5

（1）此彈簧原長為2cm，每增加1N的拉力彈簧伸長2cm．
（2）分析數據，可得出的結論是在一定的范圍內，彈簧的伸長量跟受到的拉力成正比．
（3）小明作出了彈簧受力與彈簧長度的關系圖2，其中正確的圖象是B．

（4）小明用這根彈簧自制了一個彈簧測力計．他找來一個質量為600g的物體進行測量，測量后，指針又回到0.5N處，小明犯了什么錯誤？測量的力超過了它的最大量程
（5）小明又將實驗器材如圖3放置，每個物重G=1N，則彈簧秤A的示數為1N，B的示數為1N．

（6）如圖4，小明用彈簧測力計測一個鉤碼的重力，示數為G．將彈簧測力計倒過來，將鉤碼掛在吊環(huán)上，手提秤鉤，則彈簧測力計的示數將大于（“大于”“等于”“小于”）G．

Answer 1

分析 （1）當拉力為零時，測力計的長度即為其原長；計算出彈簧的伸長與增大的拉力之比，即為拉力增加1N彈簧伸長；
（2）根據在彈簧的彈性范圍內，彈簧的伸長與拉力成正比的特點進行分析；
（3）明確橫、縱坐標所代表的物理意義，然后抓住兩個關鍵點進行解答；
（4）要明確彈性是有一定限度的，超過彈性限度將不能恢復原狀；
（5）根據物體間力的作．用是相互的分析A圖中彈簧測力計的受力情況，和B圖中的彈簧測力計受力情況進行比較，看兩個彈簧測力計的受力情況是否相同；
然后根據彈簧測力計測量力的原理來分析彈簧測力計的示數到底是多少；
（6）彈簧測力計的結構除彈簧外，還包括外殼、拉環(huán)等，這些都有一定的重力，如要倒過來使用，這些重力都會由彈簧來承擔，會影響測量的結果

解答 解：（1）由表格中數據知，當拉力為0時，彈簧的長度為2cm，所以彈簧的原長為2cm；拉力每增大1N即鉤碼增大的質量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{1N}{10N/kg}$=0.1kg=100g，表中所示鉤碼增大100g時，彈簧伸長2cm；
（2）表中數據可知：在0～250g的范圍內，彈簧的長度隨物體質量的增大而加長，即：在一定的范圍內，彈簧的伸長量跟受到的拉力成正比；
（3）結合表中數據讀圖象可知，彈簧的原長為2cm，所以橫坐標應從2cm處開始，所以A錯誤；當超過彈簧的彈性限度，即使再增加物體的重力，彈簧也不會再伸長，故C錯誤；所以只有B符合題意．
（4）彈簧有一定的彈性限度，使用彈簧秤時要看好量程和分度值，該同學最后一次掛質量600g，測量的力超過了它的最大量程，所以去掉力后指針不能恢復到原來位置；
（5）甲圖中彈簧測力計右端由于物體的重力，受到了一個水平向右的1N的拉力；彈簧測力計的左端也受到了一個力的作用，因為重力通過繩子對彈簧測力計施加了一個1N的向右的拉力，彈簧測力計就會通過繩子對左端固定點施加了一個1N的拉力，由于物體間力的作用是相互的，所以固定點也會對彈簧測力計施加一個1N的向左的拉力．
乙圖中物體由于重力的作用會對彈簧測力計分別施加一個向左和一個向右的1N的拉力，彈簧測力計受到的力和甲圖是一樣的，彈簧測力計的示數也就是相等的．
彈簧測力計雖然兩端都受到了力的作用，但彈簧測力計只能顯示其中一個力的大小，所以兩次彈簧測力計的示數都是1N．
（6）將彈簧測力計倒過來使用時，測力計外殼、拉環(huán)等的重力都由彈簧來承擔，會在測力計上顯示一定的示數，從而使最終的測量結果偏大．
故答案為：（1）2；2；（2）在一定的范圍內，彈簧的伸長量跟受到的拉力成正比；（3）B；（4）測量的力超過了它的最大量程；（5）1N；1N；（6）大于．

點評 此題既考查了彈簧測力計的工作原理，又考查了學生對于實驗結果的總結、分析能力，是一道好題．