专训 力的作用效果的探究
名师点金：
力的三要素都会影响力的作用效果，每次只改变一个要素进行实验，这是控制变量法的要求；通过物体形变的大小来判断力的作用效果，运用的是转换法。
探究力的作用效果的影响因素(控制变量法)
1．在探究“力的作用效果与什么因素有关”的课题中，小明利用同一把钢尺进行了如图实验，其中F1＞F2，则：
(第1题图)
(1)实验中，用力推钢尺，钢尺发生弯曲，说明力能够________________________。
(2)由甲、乙两次实验可知，力的作用效果与力的________有关。
(3)由甲、丙两次实验可知，力的作用效果与力的________有关。
(4)由________和________两次实验可知，力的作用效果与力的大小有关。
探究玻璃瓶的形变(放大法)
2．为了探究力能否使玻璃瓶发生形变，小明设计并进行了如下实验：
(第2题图)
①把玻璃瓶装满水，然后用带有细玻璃管的橡胶塞塞紧瓶口，如图所示。
②用力挤压玻璃瓶壁，可以看到细玻璃管内的水面上升，水面上升的高度记为h1，松手后细玻璃管内的水面迅速回到原位置。
③再用较小的力挤压玻璃瓶壁，可以看到细玻璃管内的水面也上升，水面上升的高度记为h2，松手后细玻璃管内的水面迅速回到原位置。
(1)实验现象：h2小于h1。
(2)实验结论：力________(填“能”或“不能”)使玻璃瓶发生形变。
(3)分析论证：①实验中，在细玻璃管上画上刻度，这是为了___________________________________________________________________。
②同组的小华认为：细玻璃管内水面上升，可能是由于手挤压玻璃瓶壁时，瓶内水的温度升高所致。由实验中实验现象______________________________
________________________________________________________
________，知小华的猜想是________(填“正确”或“错误”)的。
探究弹力的影响因素
3．【中考·益阳】某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系，将弹簧悬挂在铁架台上，刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都在竖直方向上，在弹簧下端依次增加相同规格钩码的个数，数据记录如下表：
|
所挂钩码个数N/个 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
弹簧长度L/cm |
12.56 |
13.11 |
13.65 |
14.2 |
14.73 |
15.29 |
|
|
伸长量ΔL/cm |
0 |
0.55 |
1.09 |
1.64 |
2.17 |
2.73 |
|
(1)在数据记录表中，有一个记录不规范的数据是________；根据记录的数据可知，
所用刻度尺的分度值是________。
(2)请在如图所示的坐标图中画出弹簧的伸长量ΔL与所挂钩码个数N的关系图象。根据图象可知，当挂6个钩码时，弹簧的伸长量为________cm(未超过弹簧的弹性限度)。
(第3题图)
探究——弹簧测力计的制作原理
4．【中考·乌鲁木齐】某实验小组的同学对 A、B 两根长度相同、粗细不同的橡皮筋进行研究，并做成橡皮筋测力计。将橡皮筋的一端固定，另一端悬挂钩码，如图甲所示，记录橡皮筋受到的拉力大小 F 和橡皮筋的伸长量Δx，根据多组测量数据作出的图线如图乙所示。
(第4题图)
(1)当在两根橡皮筋上都悬挂重力为 8 N 的物体时，橡皮筋 A 的伸长量为________cm，橡皮筋 B 的伸长量为________cm。
(2)分别用这两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧秤，则用橡皮筋____制成的测力计量程大，用橡皮筋____制成的测力计测量的精确程度高。(均填“A”或“B”)
5．小华同学在探究“弹簧长度与外力的变化关系”时，找来一根弹簧以及几个相同质量的钩码。她先用弹簧来做实验，并记录了相应的数据，如下表：
|
钩码总重/N |
0 |
0.5 |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
3.0 |
3.5 |
4.0 |
|
指针位置/cm |
2.5 |
3.0 |
3.5 |
4.0 |
4.5 |
5.0 |
5.5 |
5.8 |
5.8 |
(1)分析数据，小华可以得出的结论是：在拉力不大于________N的情况下，弹簧的________跟钩码的拉力成正比；
(2)小华同学根据实验数据所作的“弹簧长度与外力的变化关系”图象，应该是下面________(填序号)图。
(第5题图)
(3)利用该原理制造的仪器是：________________。
探究伸长量的影响因素(图象法)
6．某同学在研究轻质弹簧的伸长量随拉力变化的关系时，进行了如图所示的实验。已知每个钩码对弹簧的拉力为 0.5 N，刻度尺的分度值是1 mm。
(1)请将观察到的数据填入实验记录表中：
|
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
钩码对弹簧的拉力F/N |
|
|
|
|
|
|
弹簧的长度L/cm |
|
|
|
|
|
|
弹簧的伸长量ΔL/cm |
|
|
|
|
|
(2)根据实验数据，在坐标系内画出弹簧长度L随拉力F变化的关系图象。
(3)此实验的结论是_______________________________________________
____________________________。
(第6题图)
7．创新中学物理兴趣小组的同学发现不同的弹簧“松紧”程度不一样，于是他们想共同探究一下“在相同拉力作用下，弹簧的伸长量与哪些因素有关”。他们猜想：①可能与弹簧的长短有关；②可能与弹簧的粗细有关；③可能与弹簧的材料有关。
为了验证他们的猜想，他们找来了最大量程为4 N的弹簧测力计、刻度尺和外形相同但材料不同的螺旋弹簧各两根(能承受的最大拉力为3 N)、细线(用来连接弹簧用)，依照物理学习中的科学方法进行探究。并将实验的数据记录后填入下面的表格中：
|
实验序号 |
弹簧的种类 |
弹簧测力计的读数F/N |
弹簧的伸长量ΔL/cm |
||
|
弹簧的材料 |
一根弹簧的自然长度L/cm |
弹簧的根数及连接方式 |
|||
|
1 |
钢制1 |
8.5 |
一根 |
1 |
7.2 |
|
2 |
钢制1 |
8.5 |
一根 |
2 |
14.4 |
|
3 |
钢制1 |
8.5 |
一根 |
3 |
21.6 |
|
4 |
钢制1 |
16.3 |
两根串联 |
2 |
28.8 |
|
5 |
钢制1 |
8.5 |
两根并联 |
2 |
7.2 |
|
6 |
钢制2 |
8.5 |
一根 |
1 |
1.5 |
|
7 |
钢制2 |
8.5 |
一根 |
2 |
3.0 |
|
8 |
钢制2 |
8.5 |
一根 |
3 |
4.5 |
请通过分析回答下列问题：
(1)为了验证猜想①，可选用序号为________的两组实验进行对比分析；
(2)为了验证猜想②，可选用序号为________的两组实验进行对比分析；
(3)仔细阅读实验表格，你还可以发现：弹簧的伸长量还与______
________和________有关。
答案
专训
1．(1)改变物体的形状 (2)作用点 (3)方向 (4)甲；丁
方法规律：题中
探究利用了控制变量法。甲、乙两次实验中，控制了力的大小和方向相同，改变了力的作用点，可探究得出力的作用效果与力的作用点的关系。探究力的作用效果与力的大小的关系，应选择仅力的大小不同的两组实验进行对比。
2．(2)能 (3)①便于观察细玻璃管内水面的变化 ②松手后细玻璃管内的水面迅速回到原位置；错误
3．解：(1)14.2；1 mm (2)如图所示；3.30(3.26～3.34均可)
(第3题图)
点拨：(1)用刻度尺测量长度时要估读到分度值的下一位，由正确的测量结果知所用刻度尺的分度值为1 mm。
4．(1)16；8 (2)B；A 点拨：(2)由图乙可知，在相同拉力作用下，橡皮筋B的伸长量小，适合制作量程较大的测力计。在相同拉力作用下，橡皮筋A的伸长量大，橡皮筋A较灵敏，可以用来制作精确程度较高的测力计。
5．(1)3.0；伸长量 (2)B (3)弹簧测力计
点拨：(1)从表中数据知：钩码的拉力每增加0.5 N，弹簧的伸长量也增加0.5 cm，所以弹簧的伸长量与钩码的拉力是正比例关系，前提是钩码的拉力不能大于3.0 N。
(2)从表中的数据知：当钩码的拉力是0 N时，弹簧的长度是2.5 cm，只有B图符合题意。
(3)利用该原理制造的仪器是：弹簧测力计。
6．解：(1)如表所示。
|
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
钩码对弹簧的拉力F/ N |
0 |
0.5 |
1 |
1.5 |
2 |
|
弹簧的长度L/ cm |
2.50 |
3.00 |
3.50 |
4.00 |
4.50 |
|
弹簧的伸长量ΔL/ cm |
0 |
0.50 |
|
1.50 |
2.00 |
(2)如图所示。
(第6题图)
(3)在一定限度内，弹簧的伸长量与所受的拉力成正比
方法规律：利用图象法解答。由表中数据可以发现，弹簧的伸长量与拉力的比值是定值。
7．(1)2、4 (2)2、5 (3)弹簧受到的拉力大小；弹簧的材料
点拨：由实验序号为2和7(或1和6；或3和8)的数据可以发现，弹簧的伸长量与弹簧的材料有关，由第1、2和3次(或第6、7和8次)实验数据可以看出，弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力大小有关。
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