Question

（1）在探究弹簧弹力和弹簧伸长量的关系实验中，小明同学用甲、乙两根规格不同的弹簧进行实验，由实验得到弹簧伸长X与弹簧受到拉力F关系如图a所示，由图求得弹簧乙的劲度系数为______N/m．图线的斜率表示______；若要在两根弹簧中选用一个来制作精确程度较高的弹簧秤，应选弹簧______；用制作好的弹簧秤来测量物体的重力，如图b所示，物体重______N．

（2）如图是“验证力的平行四边形定则”的实验装置．
请完成实验操作与记录：
①将弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线ac挂一重物G，如图c虚线所示，记录：测力计A 的读数F．
②用弹簧测力计B的挂钩拉另一细线的b端，该细线的另一端系在细线ac上的O点处，手持测力计B保持水平方向缓慢向左拉，到达如图所示位置，记录：O点的位置、______、______、______、______和细线Oc的方向．
（3）（10分）某同学利用如图甲所示的实验装置测量重力加速度．
①请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误：
a．______；  b．______．
②该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带，取连续的六个点，测得h₁、h₂、h₃、h₄、h₅．若打点的周期为T，则打E点时速度为 v_E=______；若分别计算出各计数点对应的速度数值，并在坐标系中画出v²与h的关系图线，如图丙所示，则重力加速度 g=______m/s²．
③若当地的重力加速度值为9.8m/s²，请写出误差的主要原因______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据胡克定律结合数学知识即可正确解答；
（2）明确该实验的实验原理，了解具体实验步骤以及具体的操作，尤其注意在记录力时不但要记录大小还要记录方向；
（3）①本题考查了打点计时器的具体应用，熟悉打点计时器的使用细节即可正确解答本题．②匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度．可以通过求DF段的平均速度表示E点的瞬时速度．根据，得：结合图象明确图象斜率的含义即求出重力加速度．③由于重物下落过程中不可避免的受到摩擦阻力作用，因此所测的重力加速度偏小．
解答：解：（1）根据胡克定律可知：F=kx，图象中纵坐标为伸长量，横坐标为拉力，斜率的倒数为劲度系数，由此可求出k_乙=200N/m，由于甲的劲度系数小，因此其精度高，根据弹簧秤指针的指示可知，物体的重力为4.00N．
故答案为：200，劲度系数的倒数，甲，4.00．
（2）根据实验原理和实验目的可知，该实验目的是“验证力的平行四边形定则”，因此需要知道两个分力的大小和方向，由此可以做平行四边形，从而求出合力的理论值，该实验采用的是“等效替换”，因此需要记录一个弹簧拉橡皮筋时的弹力的大小和方向．
故答案为：测力计A的读数，测力计B的读数，细线Oa的方向，细线Ob的方向．
（3）①打点计时器使用交流电源，而该题中接了直流电；重物离打点计时器太远，这样纸带上上所打点很少，不利于减小误差．
故答案为：打点计时器应接交流电源；重物释放时应靠近打点计时器．
②匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，因此有：

根据，得：，由此可知图线的斜率表示2g，所以2g=18.8，则g=9.4m/s²．
故答案为：，9.4．
③由于重物下落过程中不可避免的受到空气阻力和摩擦阻力的影响，因此所测的重力加速度偏小．
故答案：空气阻力和摩擦阻力的影响．
点评：（1）本题考查了弹簧弹力F和弹簧伸长量x的关系的基础知识，比较简单，是一道考查基础知识的好题．
（2）在“验证力的平行四边形定则”实验中，我们要知道分力和合力的效果是等同的，这要求同学们对于基础知识要熟练掌握并能正确应用，加强对基础实验理解．
（3）了解实验的装置和工作原理，对于纸带的问题，我们要熟悉匀变速直线运动的特点和一些规律，会通过图象求解重力加速度．