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物体
物体
F
施力物体
受力物体
弹性形变
弹力
弹簧测力计

形变
0~5
0.2
1.6
量程
校零
力的
垂直
弹性势能
【分析】
这道题考查力学的基础概念,解题时需回忆力的核心定义:力是物体对物体的作用,不能脱离物体单独存在;接着回忆力的表示符号,以及施力物体和受力物体的定义。思考时先从力的本质出发,明确力必须涉及两个物体,再对应区分施加力和承受力的物体分别是什么,依次填写对应内容即可。
【解析】
根据力的基本概念:物理学中,把物体对物体的作用称为力,用字母F表示。施加力的物体叫作施力物体,受到力的物体叫作受力物体。
【答案】
物体;物体;F;施力物体;受力物体
【知识点】
力的定义、施力与受力物体
【点评】
本题为力学入门的基础概念题,聚焦力的核心定义及相关物体的区分,是构建力学知识体系的必备基础,内容简单直接,需准确记忆相关概念。
【难度系数】
0.9
【分析】
要解决这道题,需回忆弹力的相关概念。首先明确弹力产生的前提:物体必须发生能恢复原来形状的形变,即弹性形变;当物体发生这种形变后,由于要恢复原状,会对接触的另一个物体产生力的作用,这个力就是弹力,据此将对应概念填入空格即可。
【解析】
根据弹力的定义可知:物体在发生弹性形变时,会力图恢复原来的形状,从而对另一个物体产生力的作用,这个力叫作弹力。因此两个空格依次填写弹性形变、弹力。
【答案】
弹性形变;弹力
【知识点】
弹力的概念
【点评】
本题属于基础识记类题目,直接考查弹力的基本概念,要求学生准确掌握弹力产生的条件及定义,是力学入门的核心基础知识点。
【难度系数】
0.9
【分析】
首先回忆实验室测量力的常用工具,确定弹簧测力计为对应工具;再结合弹性形变的相关原理,明确使物体发生弹性形变的力与形变程度的关系,即力越大,物体的形变就越大,进而确定每个空的答案。
【解析】
实验室常用弹簧测力计来测量力的大小;其原理是在弹性限度内,使物体发生弹性形变的力越大,物体的形变就越大。因此依次填入对应的内容。
【答案】
弹簧测力计;力;形变
【知识点】
弹簧测力计;弹性形变原理
【点评】
本题属于力学基础识记类题目,考查力的测量工具及弹簧测力计的工作原理,内容简单,需准确牢记相关概念。
【难度系数】
0.9
【分析】
要解决这道题,需掌握弹簧测力计量程、分度值及示数的读取方法:
1. 量程是弹簧测力计能够测量的力的范围,观察刻度盘的最大和最小刻度值即可确定;
2. 分度值是相邻两刻度线代表的力的大小,用每一大格的数值除以大格内的小格数计算;
3. 示数读取时,根据指针位置,结合分度值数出对应的力的大小。
【解析】
1. 量程:观察弹簧测力计的刻度盘,最小刻度为0N,最大刻度为5N,因此量程是0~5N;
2. 分度值:刻度盘上每1N之间有5个小格,每个小格代表的力的大小为$ \frac{1N}{5}=0.2N $,即分度值是0.2N;
3. 示数:指针指向1N下方第3个小格,对应的力的大小为$ 1N + 3×0.2N=1.6N $,故示数为1.6N。
【答案】
0~5;0.2;1.6
【知识点】
弹簧测力计量程;弹簧测力计分度值;弹簧测力计读数
【点评】
本题为力学基础题,主要考查弹簧测力计的基本参数(量程、分度值)及示数的读取方法,是力学实验入门的必备知识点,需熟练掌握读数步骤。
【难度系数】
0.9
【分析】
要解决这道题,我们可以按照弹簧测力计的使用流程逐步思考:
1. 使用前选型:为防止弹簧因受力超过最大承受能力而损坏,首先要明确它的量程,据此选择合适的弹簧测力计;
2. 使用前校准:若指针未对准零刻度线,会直接导致测量结果偏差,所以需要调节指针进行校零操作;
3. 测量过程要求:如果弹簧的轴线方向与受力方向不一致,弹簧会与测力计外壳产生摩擦,影响测量精度,因此要保证两者方向一致;
4. 读数要求:读数时视线若与刻度盘不垂直,会产生视差,造成读数错误,所以视线应与刻度盘垂直。
【解析】
1. 使用弹簧测力计之前,为适配被测力的大小,需先看清它的量程,选择合适的器材;
2. 为保证测量初始值准确,要调节指针进行校零;
3. 测量时,为避免弹簧与外壳摩擦影响结果,需使弹簧的轴线方向与力的方向一致;
4. 读数时,为避免视差导致读数错误,视线应与刻度盘垂直。
【答案】
量程;校零;力的;垂直
【知识点】
弹簧测力计的使用
【点评】
本题属于力学实验仪器使用的基础考点,聚焦弹簧测力计使用的关键环节,牢记各环节的规范要求,是准确测量力的大小、保护仪器的前提。
【难度系数】
0.8
【分析】
这是一道基础概念识记题,解题思路是回忆力学中能量相关的概念定义:物体由于发生弹性形变而具有的能量,对应的就是弹性势能这一特定能量名称,只需根据准确的概念定义直接填空即可。
【解析】
根据弹性势能的定义:发生弹性形变的物体所具有的能量叫作弹性势能,因此此处应填写“弹性势能”。
【答案】
弹性势能
【知识点】
弹性势能的定义
【点评】
本题考查弹性势能的基础概念,属于识记类基础题,侧重对力学能量部分基础知识点的考查,只要准确记住相关概念就能轻松得分,有助于学生夯实基础。
【难度系数】
0.9
【分析】
首先明确弹性形变和塑性形变的特性:发生弹性形变的物体能恢复原状,且会对使它发生形变的物体产生弹力;发生塑性形变的物体无法恢复原状,不会产生弹力。思考时,先分析压缩弹簧后释放的情况,弹簧的弹性形变会产生弹力推动小车;再分析橡皮泥的情况,橡皮泥的塑性形变无法产生弹力,所以小车不动。通过对比两者的形变类型,就能得出对应的现象。
【解析】
1. 压缩弹簧后突然释放:
弹簧发生弹性形变,会恢复原状,同时对小车产生向右的弹力,推动小车向右运动;当弹簧恢复到自然状态后,小车由于具有惯性,会继续向右运动一段距离,最终在阻力作用下停下。
2. 将弹簧换成橡皮泥后:
压缩橡皮泥后释放,橡皮泥发生的是塑性形变,无法恢复原状,不会对小车产生弹力,因此小车保持静止,不会运动。
【答案】
释放压缩的弹簧时,弹簧恢复原状,小车向右运动,之后小车由于惯性继续运动一段距离后停下;将弹簧换成橡皮泥,释放后橡皮泥不会恢复原状,小车保持静止,不能观察到同样的现象。
【知识点】
弹性形变与塑性形变、弹力的产生
【点评】
本题通过对比实验,直观呈现了弹性形变与塑性形变的差异,帮助理解弹力产生的条件,将抽象的形变概念转化为直观的实验现象,便于掌握相关知识。
【难度系数】
0.6
【分析】
要验证“在一定弹性范围内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比”,需采用控制变量法,保证实验使用同一根弹簧(确保弹性特性一致)。实验思路为:先测量弹簧不受拉力时的原长,再通过悬挂不同数量的等质量钩码提供不同拉力,多次测量弹簧的长度并计算伸长量,最后通过分析伸长量与拉力的定量关系(如比值是否恒定、图像是否为过原点的直线)来验证结论。需完成器材组装、数据记录表格设计、实验操作、数据处理与结论验证这几个核心环节。
【解析】
一、实验步骤
1. 器材组装:按照图7-1-3将弹簧悬挂在铁架台横杆上,指针固定在弹簧上,刻度尺竖直固定在铁架台旁,使指针与刻度尺对齐,便于读取示数。
2. 测量原长:弹簧下不挂钩码,待指针稳定后,记录指针对应的刻度尺示数$ L_0 $,即弹簧的原长。
3. 施加拉力并测量:依次在弹簧下端用细线挂1个、2个、3个……等质量的钩码,待弹簧静止、指针稳定后,分别记录每次指针对应的刻度尺示数$ L_n $($ n $为钩码个数),同时记录对应的拉力$ F_n = nG $($ G $为单个钩码的重力)。
4. 计算伸长量:根据$ \Delta L_n = L_n - L_0 $,计算每次弹簧的伸长量,将所有数据填入记录表格。
5. 重复实验:更换钩码个数,重复上述操作,获取多组实验数据,避免实验偶然性。
二、实验数据记录表格
| 钩码个数 $ n $ | 拉力 $ F $ | 弹簧原长 $ L_0/cm $ | 弹簧长度 $ L_n/cm $ | 弹簧伸长量 $ \Delta L_n/cm $ | $ \frac{\Delta L_n}{F_n} $(比值) |
|----------------|-------------|---------------------|---------------------|-----------------------------|--------------------------------|
| 0 | 0 | | | 0 | - |
| 1 | $ G $ | | | | |
| 2 | $ 2G $ | | | | |
| 3 | $ 3G $ | | | | |
| ... | ... | | | | |
三、结论验证
在弹簧未发生塑性形变的弹性范围内:
1. 若每次计算得到的$ \frac{\Delta L_n}{F_n} $比值近似相等,说明弹簧的伸长量与受到的拉力成正比;
2. 以拉力$ F $为横坐标、弹簧伸长量$ \Delta L $为纵坐标绘制图像,若图像为过原点的倾斜直线,也可验证该结论成立。
【答案】
能,实验方案如下:
1. 按照上述解析中的步骤完成器材组装、实验操作与数据记录;
2. 利用设计的表格记录数据,通过计算伸长量与拉力的比值或绘制图像的方法,验证在一定弹性范围内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。
【知识点】
控制变量法;弹簧伸长与拉力的关系;实验数据处理
【点评】
本实验器材简单易得,操作流程清晰,通过控制变量法保证实验的科学性,能有效帮助理解弹簧测力计的工作原理,同时培养实验设计、数据记录与分析的能力,需注意实验要在弹簧的弹性范围内进行,超出弹性范围结论不再成立。
【难度系数】
0.6