Question

（1）某同學在家中嘗試驗證平行四邊形定則，他找到三條相同的橡皮筋（遵循胡克定律）和若干小重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細繩、白紙、釘子，設計了如下實驗：將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個釘子 A、B 上，另一端與第三條橡皮筋連接，結點為 O，將第三條橡皮筋的另一端通過細繩掛一重物．

①為完成實驗，下述操作中必需的是______．
A．測量細繩的長度　　　　　　　B．測量橡皮筋的原長
C．測量懸掛重物后橡皮筋的長度　D．記錄懸掛重物后結點 O 的位置
②釘子位置固定，欲利用現有器材，改變條件再次驗證，可采用的方法是______．
（2）某同學在做探究彈力和彈簧伸長的關系的實驗時，設計了如圖甲所示的實驗裝置．所用的鉤碼的質量都是30g．他先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度，再將5個鉤碼逐個掛在彈簧的下端，每次都測出相應的彈簧總長度，將數據填在了下面的表中．（彈力始終未超過彈性限度，取g=10m/s²）

砝碼質量M（g）	0	30	60	90	120	150
彈簧總長L（cm）	6.00	7.15	8.34	9.48	10.64	11.79

①試根據這些實驗數據，在圖乙所示的坐標紙上作出砝碼質量M與彈簧總長度L之間的函數關系圖線．
②上一問所得圖線的物理意義是：______
③該彈簧勁度系數k=______ N/m．（結果保留兩位有效數字）

Answer 1

解：①本實驗中，結點O受三個拉力處于靜止狀態，任意兩個力的合力與第三個力等大反向．沿OA、OB、OC方向求出三條橡皮筋的伸長量，并按等比例縮放為三條線段（代表三個拉力的大小），以OA、OB方向的線段為鄰邊作平行四邊形，只要該平行四邊形的對角線與OC方向的橡皮筋在一條直線上，與表示其拉力的線段相等，即驗證了平行四邊形定則，故實驗要測量橡皮筋的原長、懸掛重物后橡皮筋的長度，才能算出橡皮筋受力后的伸長量．為了確定拉力的方向，必須記錄結點O的位置．
故選BCD．
②由于釘子位置固定，可改變的條件只能是所懸掛的重物的質量，即可采用方法是更換不同的小重物．
（2）①先描點，再畫出一條直線，使盡可能多的點落在這條直線上，
不在直線上的點均勻地分布在直線兩側；
②圖線的物理意義是表明彈簧的彈力和彈簧伸長量成正比；
③勁度系數即為直線的斜率，即：k==25 N/m．
故答案為：（1）①BCD　
②更換不同的小重物
（2）①如圖所示．
②表明彈簧的彈力和彈簧伸長量成正比③25
分析：（1）該實驗中，任意兩根橡皮筋的拉力和第三根橡皮筋的拉力等值反向，根據橡皮筋的伸長量，得出三個拉力的比值，按比例得出三個拉力的大小，根據三個拉力的方向，驗證平行四邊形定則．
（2）根據表格中的數據描點作圖，通過圖線得出物理規律．圖線的斜率表示彈簧的勁度系數．
點評：解決本題的關鍵掌握該實驗的原理，在第一個實驗中，在無法測量力的大小的情況下，可以采用比例法作圖，只需要測量橡皮筋的伸長量就行．