例1(玉林)如图1所示,我们用手拉弹簧,它就会伸长;用手压弹簧,它就会缩短。针对影响弹簧的伸长或缩短的因素,请你提出一个猜想,并简述验证猜想的实验方法。
(1)猜想:。
(2)验证猜想的实验方法:。
解析:(1)弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长就越大;(或弹簧受到的压力越大,弹簧缩短的长度就越大);(2)方法一:①把弹簧固定在铁架台上,用直尺测出弹簧原长;②在弹簧下面挂上钩码,记下钩码重
,用直尺测出弹簧的长度
,得到伸长量
;③增加挂在弹簧下面的钩码数量,记下这时钩码重
,用直尺测出弹簧的长度
,得到
;④比较
与
可验证猜想。
方法二:①把弹簧竖放在水平桌面上(固定),用直尺测出弹簧原长;②在弹簧上面加压砝码,记下砝码重
,用直尺测出弹簧的长度
,得到缩短量
;③增加砝码的数量,记下这时砝码重
,用直尺测出弹簧的长度
,得到缩短量
;④比较
与
可验证猜想。
点评:“科学探究”是中考考查的热点问题,此题考查了其中“提出猜想”和“设计实验进行验证”两点,猜想不一定都正确,要针对实验现象或生活场景合情、合理就可以;在设计实验时一定要注意实验的合理性和可操作性,实验现象要明显,能很好地解决提出的猜想。
例2(成都)为了探究弹簧的伸长量(或压缩量)与弹簧受到的拉力(或压力)之间的关系,小张、小王和小李同学所在的实验小组选取某根原长为20cm的轻质弹簧坐了两组实验。表格1和表格2是实验中测得的数据。
表格1
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
弹簧受到的力F/N | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
弹簧的长度L/cm | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |
表格2
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
弹簧受到的力F/N | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
弹簧的长度L/cm | 19 | 18 | 17 | 16 | 15 |
(1)其中表格(填“1”或“2”)是探究弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力之间的关系测得的数据。
(2)请在下图中做出弹簧的压缩量x与弹簧受到的压力F之间的关系图线。
(3)弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力之间的关系是。
解析:(1)表格1中随着弹簧所受外力不断增加,弹簧的长度也在不断地增加,所以探究的是“弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力之间的关系”,表格2中随着弹簧所受外力的增加,弹簧的长度在不断地减小,所以探究的是“弹簧的压缩量与弹簧受到的压力之间的关系”;(2)选取表格2的数据,采用描点的方法进行作图,答案如图;(3)弹簧的伸长与弹簧受到的拉力成正比。
点评:“探究弹簧的伸长量(或压缩量)与弹簧受到的拉力(或压力)之间的关系”是常见的探究问题。从实验数据中总结规律、绘制物理图象是常见到问题形式,要求学生要能结合所掌握的知识灵活地运用到解题中来,物理图象的绘制通常采用描点法,同学们要学会利用物理图像解决问题。
反馈练习
1.小明在制作弹簧测力计时,找来了如图所示的各种弹簧。他发现不同的弹簧受到同样的拉力时,伸长大小不同。
(1)在受力相同的情况下,弹簧的哪些因素会影响弹簧伸长的大小?请根据你的猜测写出两条。
(2)设计实验验证你在第(1)问中的一条猜测,要求写出主要步骤。
2.某同学在研究轻质弹簧的长度随拉力变化的关系时,进行了如图所示的实验。已知每个钩码重为0.5N,刻度尺的最小分度值是1mm。
(1)请将观察到的数据填入实验记录表中。
(2)根据实验数据,在坐标格内做出弹簧长度L随拉力F变化的关系图像。
(3)此实验中弹簧长度L与拉力F的关系是____________________________________.
实验记录数据表:
|
参考答案:
1.(1)在受力相同的情况下,弹簧的材料、形状、粗细、长度等都可能影响弹簧伸长的大小;(2)验证材料对弹簧伸长的影响:在实验时取材料不同,其它条件完全相同的两个弹簧,用同样大小的力拉弹簧,用刻度尺测量弹簧的伸长大小,如果弹簧伸长的长度相同,则弹簧的伸长与材料无关,如果弹簧伸长的长度不相同,则弹簧的伸长与材料有关。(也可以验证其他的猜想,在实验时应当注意控制变量)
2.(1)见下表:
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 | 2.5 | 3 | 3.5 | 4 | 4.5 |
(2)见下图,弹簧的长度随拉力的增大而增大。
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