小明同学在实验室探究弹力和弹簧伸长的关系的探究过程是:【猜想与假设】弹簧弹力和弹簧伸长成正比例关系。【设计与进行实验】⑴设计如图所示的实验装置进行实验;⑵在弹簧
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小明同学在实验室探究弹力和弹簧伸长的关系的探究过程是: 【猜想与假设】 弹簧弹力和弹簧伸长成正比例关系。 【设计与进行实验】 ⑴设计如图所示的实验装置进行实验; ⑵在弹簧下端挂上钩码,当分别悬挂10g、20g钩码时,记下指针所指的标尺刻度; ⑶将实验数据记录在表格中; ⑷整理器材,进行实验数据分析并得出结论。 【交流与评估】 小明同学将实验数据记录在到下表中(重力加速度g=9.8m/s2) |
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他根据实验数据在坐标纸上用描点法画出x-m图像如图所示,根据图像于是小明得出结论:弹簧弹力和弹簧伸长不是正比例关系而是一次函数关系,自己先前的猜想是错误的。 (1)请说明小明结论错误的原因______________________。 (2)这个实验小明同学在【设计与进行实验】中的设计方案上还存在的不足之处是:______________________。 |
答案
(1)x-m图像的纵坐标不是弹簧伸长量 (2)以三组测量数据不能得出普遍性物理规律,实验方案中应设计多测几组数据,并换用另外的弹簧多进行几次实验 |
举一反三
用纳米技术处理过的材料叫纳米材料,其性质与处理前相比会发生很多变化,如机械性能会成倍地增加,对光的反射能力会变得非常低,熔点会大大降低,甚至有特殊的磁性质. 现有一种纳米合金丝,欲测定出其伸长量x与所受拉力F、长度L、截面直径D的关系. (1)测量上述物理量需要的主要器材是:______、______、______等. (2)若实验中测量的数据如表所示,根据这些数据请写出x与F、L、D间的关系式:x=______(若用到比例系数,可用k表示)
长度L/cm | 拉力F/N 伸长x/cm 直径D/mm | 50.0 | 100.0 | 200.0 | 5.00 | 0.040 | 0.20 | 0.40 | 0.80 | 10.00 | 0.040 | 0.40 | 0.80 | 1.60 | 5.00 | 0.080 | 0.10 | 0.20 | 0.40 | 如图所示,质量为m的滑块在水平面上撞向弹簧,当滑块将弹簧压缩了x0时速度减小到零,然后弹簧又将滑块向右推开.已知弹簧的劲度系数为k,滑块与水平面间的动摩擦因数为μ,整个过程弹簧未超过弹性限度,则( )A.滑块向左接触弹簧的运动过程中,始终做减速运动 | B.滑块向右接触弹簧的运动过程中,始终做加速运动 | C.滑块与弹簧接触过程中最大加速度为 | D.滑块向右运动过程中,当弹簧形变量x=时,物体的动能最大 | 在一次演示实验中,一个压紧的弹簧沿一粗糙水平面射出一个小球,测得弹簧压缩的距离d 和小球在粗糙水平面滚动的距离s如下表所示.由此表可以归纳出小球滚动的距离s跟弹簧压缩的距离d之间的关系,并猜测弹簧的弹性势能EP跟弹簧压缩的距离d之间的关系分别是(选项中k1、k2是常量)( )
实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | d(cm) | 0.50 | 1.00 | 2.00 | 4.00 | s(cm) | 4.98 | 20.02 | 80.10 | 319.50 | 在“探究弹性势能的表达式”的活动中,为计算弹簧弹力所做功,把拉伸弹簧的过程分为很多小段,拉力在每小段可以认为是恒力,用各小段做功的代数和代表弹力在整个过程所做的功,物理学中把这种研究方法叫做“微元法”。下面几个实例中没有应用到这一思想方法的是( )A.根据加速度的定义,当△t非常小,就可以表示物体在t时刻的瞬时加速度 | B.在探究加速度、力和质量三者之问关系时,先保持质量不变研究加速度与力的关系,再保持力不变研究加速度与质量的关系 | C.在推导匀变速运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加 | D.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用点来代替物体,即质点 | 用金属制成的线材(如钢丝、钢筋)受到拉力会伸长.十七世纪英国物理学家胡克发现:金属丝或金属杆在弹性限度内它的伸长与拉力成正比,这就是著名的胡克定律.这一发现为后人对材料的研究奠定了重要基础.现在一根用新材料制成的金属杆,长为4m,横截面积为0.8cm2,设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1/1000,问最大拉力多大?由于这一拉力很大,杆又较长,直接测试有困难,选用同种材料制成样品进行测试,通过测试取得数据如下:
长度 | 伸长 拉力
截面积 | 250N | 500N | 750N | 1000N | 1m | 0.05cm2 | 0.04cm | 0.08cm | 0.12cm | 0.16cm | 2m | 0.05cm2 | 0.08cm | 0.16cm | 0.24cm | 0.32cm | 1m | 0.10cm2 | 0.02cm | 0.04cm | 0.06cm | 0.08cm |
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