Question

（1）在探究彈簧彈力和彈簧伸長量的關系實驗中，小明同學用甲、乙兩根規格不同的彈簧進行實驗，由實驗得到彈簧伸長X與彈簧受到拉力F關系如圖a所示，由圖求得彈簧乙的勁度系數為

200

N/m．圖線的斜率表示

勁度系數的倒數

；若要在兩根彈簧中選用一個來制作精確程度較高的彈簧秤，應選彈簧

甲

；用制作好的彈簧秤來測量物體的重力，如圖b所示，物體重

4.00

N．

（2）如圖是“驗證力的平行四邊形定則”的實驗裝置．
請完成實驗操作與記錄：
①將彈簧測力計A掛于固定點P，下端用細線ac掛一重物G，如圖c虛線所示，記錄：測力計A 的讀數F₀．
②用彈簧測力計B的掛鉤拉另一細線的b端，該細線的另一端系在細線ac上的O點處，手持測力計B保持水平方向緩慢向左拉，到達如圖所示位置，記錄：O點的位置、

測力計A的讀數

、

測力計B的讀數

、

細線Oa的方向

、

細線Ob的方向

和細線Oc的方向．
（3）（10分）某同學利用如圖甲所示的實驗裝置測量重力加速度．
①請指出該同學在實驗操作中存在的兩處明顯錯誤：
a．

打點計時器應接交流電源

；  b．

重物釋放時應靠近打點計時器

．
②該同學經正確操作得到如圖乙所示的紙帶，取連續的六個點，測得h₁、h₂、h₃、h₄、h₅．若打點的周期為T，則打E點時速度為 v_E=

h5-h3

2T

；若分別計算出各計數點對應的速度數值，并在坐標系中畫出v²與h的關系圖線，如圖丙所示，則重力加速度 g=

9.4

m/s²．
③若當地的重力加速度值為9.8m/s²，請寫出誤差的主要原因

空氣阻力和摩擦阻力的影響

．

Answer 1

分析：（1）根據胡克定律結合數學知識即可正確解答；
（2）明確該實驗的實驗原理，了解具體實驗步驟以及具體的操作，尤其注意在記錄力時不但要記錄大小還要記錄方向；
（3）①本題考查了打點計時器的具體應用，熟悉打點計時器的使用細節即可正確解答本題．②勻變速直線運動某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度．可以通過求DF段的平均速度表示E點的瞬時速度．根據mgh=

1

2

mv2-

1

2

m

v

2 0

，得：v2-

v

2 0

=2gh結合圖象明確圖象斜率的含義即求出重力加速度．③由于重物下落過程中不可避免的受到摩擦阻力作用，因此所測的重力加速度偏小．

解答：解：（1）根據胡克定律可知：F=kx，圖象中縱坐標為伸長量，橫坐標為拉力，斜率的倒數為勁度系數，由此可求出k_乙=200N/m，由于甲的勁度系數小，因此其精度高，根據彈簧秤指針的指示可知，物體的重力為4.00N．
故答案為：200，勁度系數的倒數，甲，4.00．
（2）根據實驗原理和實驗目的可知，該實驗目的是“驗證力的平行四邊形定則”，因此需要知道兩個分力的大小和方向，由此可以做平行四邊形，從而求出合力的理論值，該實驗采用的是“等效替換”，因此需要記錄一個彈簧拉橡皮筋時的彈力的大小和方向．
故答案為：測力計A的讀數，測力計B的讀數，細線Oa的方向，細線Ob的方向．
（3）①打點計時器使用交流電源，而該題中接了直流電；重物離打點計時器太遠，這樣紙帶上上所打點很少，不利于減小誤差．
故答案為：打點計時器應接交流電源；重物釋放時應靠近打點計時器．
②勻變速直線運動某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，因此有：
vE=

h5-h3

2T

根據mgh=

1

2

mv2-

1

2

m

v

2 0

，得：v2-

v

2 0

=2gh，由此可知圖線的斜率表示2g，所以2g=18.8，則g=9.4m/s²．
故答案為：

h5-h3

2T

，9.4．
③由于重物下落過程中不可避免的受到空氣阻力和摩擦阻力的影響，因此所測的重力加速度偏小．
故答案：空氣阻力和摩擦阻力的影響．

點評：（1）本題考查了彈簧彈力F和彈簧伸長量x的關系的基礎知識，比較簡單，是一道考查基礎知識的好題．
（2）在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中，我們要知道分力和合力的效果是等同的，這要求同學們對于基礎知識要熟練掌握并能正確應用，加強對基礎實驗理解．
（3）了解實驗的裝置和工作原理，對于紙帶的問題，我們要熟悉勻變速直線運動的特點和一些規律，會通過圖象求解重力加速度．