Question

（1）一轻弹簧原长为10cm，把它上端固定，下端悬挂一重为0.5N的钩码，静止时它的长度为12cm，弹簧的劲度系数为

 

N/m；现有一个带有半径为14cm的

1

4

光滑圆弧的物块静止放在水平面上，半径OA水平，OB竖直，如图1所示；将上述轻弹簧的一端拴在A点，另一端拴着一个小球，发现小球静止在圆弧上的P点，且∠BOP=30°，则小球重为

 

N．
（2）“验证力的平行四边形定则”实验的步骤如下，请你将实验步骤补充完整．
①在水平放置的木板上，固定一张白纸；
②把橡皮筋的一端固定在O点，另一端拴两根带套的细线．细线和橡皮筋的交点叫做结点；
③在纸面离O点比橡皮筋略长的距离上标出A点；
④用两个弹簧秤分别沿水平方向拉两个绳套，把结点拉至A点，如图2所示，记下此时两力F₁和F₂的方向和大小；
⑤改用一个弹簧秤沿水平方向拉绳套，仍把结点拉至A点，

 

；
⑥拆下弹簧秤和橡皮筋；
⑦在A点按同一标度，作F₁、F₂、F三个力的图示；
⑧

 

；
⑨比较F_合和F的大小和方向并得出结论．
（3）某同学利用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内电阻，实验中电表内阻对实验结果的影响很小，均可以忽略不计．闭合电键S后，变阻器的滑动触头P由变阻器的一端滑到另一端的过程中，两电压表示数随电流变化情况分别如图乙中的直线a、b所示．

①将实物图中未连接的部分元件，按电路图连接成实验电路；
②根据U-I图象中坐标轴表示的数据，可求出电源电动势E=

 

，内电阻r=

 

．

Answer 1

分析：（1）由题确定出弹簧的弹力和伸长的长度，根据胡克定律求解弹簧的劲度系数．
根据胡克定律和共点力平衡求出小球重力．
（2）明确实验目的，以及实验所要测量的物理量，即可正确安排实验步骤，注意要符合逻辑先后顺序，同时便于操作，不能逻辑顺序颠倒．
（3）根据闭合电路欧姆定律求出电源的电动势．

解答：解：（1）由题，根据平衡条件得知，物体受到的弹力大小等于物体的重力大小，即F=G=0.5N，弹簧伸长的长度为x=12cm-10cm=0.02m，根据胡克定律F=kx得  k=25 N/m
以小球为研究对象，分析受力情况：竖直向下的重力G，弹簧的弹力F，圆环的弹力N，N沿半径方向背离圆心O，
根据共点力平衡和几何关系解得：G=

3

N
（2）实验步骤本着先安装设备（或者实验器材），然后进行测量的思路进行设计，同时注意操作的先后逻辑以及简单易行的原则，
⑤改用一个弹簧秤沿水平方向拉绳套，仍把结点拉至A点，记下此时力F的方向和大小．
⑧利用平行四边形法则作F₁、F₂的合力F_合．
（3）①将如图丙所示实物图中未连接的部分元件，按电路图连接成实验电路：
②由E=U+Ir知：
E=U₁+I₁r，E=U₂+I₂r
得E=

U1I2-U2I1

I2-I1

r=

U1-U2

I2-I1

故答案为：
（1）25 N/m； 

3

N              
（2）⑤记下此时力F的方向和大小．
⑧利用平行四边形法则作F₁、F₂的合力F_合．
（3）
①．如图
②E=

U1I2-U2I1

I2-I1

，内电阻r=

U1-U2

I2-I1

点评：（1）本题考查胡克定律的基本应用，公式F=kx中，x是弹簧伸长的长度或缩短的长度．
（2）明确实验原理，对于基础实验要亲自动手进行实际操作，同时加强利用基本物理规律解决实验问题的能力．
（3）本题考查对物理图象的理解能力，可以把本题看成动态分析问题，来选择两电表示对应的图线．