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在同一钢梁、支撑柱间距$s$
一定时，钢梁的挠度h与所受压力F成正比
A4纸若干、一定数量的钩码和两个木块
将A4纸折成不同的形状，放在两个木块之间，搭成纸桥，再将钩码放在纸桥上，
逐渐增加钩码数量，直至纸桥被压弯
将A4纸折成不同形状，纸桥被压弯时，上面放置的钩码数量不同
A4纸的承重极限与纸的形状有关
【分析】
1. 探究挠度$h$与支撑柱间距$s$的关系时，根据控制变量法，需控制钢梁受到的压力$F$不变，仅改变支撑柱间距$s$，多次实验测量对应挠度$h$，以此寻找普遍规律，因此表格要包含实验次数、支撑柱间距$s$、固定的压力$F$、挠度$h$这几项。
2. 分析图(b)的$h-F$图像时，先定位$F=5000\ \mathrm{N}$对应的纵坐标值得到$h$；再根据图像为过原点的直线这一特征，结合控制变量的前提（同一钢梁、$s$固定），推导$h$与$F$的定量关系。
【解析】
(1) 探究$h$与$s$的关系，需控制压力$F$恒定，设计记录表格如下：
| 实验次数 | 支撑柱间距$s/cm$ | 压力$F/N$（控制不变） | 挠度$h/cm$ |
| :---: | :---: | :---: | :---: |
| 1 | | 3000 | |
| 2 | | 3000 | |
| 3 | | 3000 | |
(2) 观察图(b)的$h-F$图像：
当压力$F=5000\ \mathrm{N}$时，对应的挠度$h=10\ \mathrm{cm}$；
图像是过原点的倾斜直线，说明在同一钢梁、支撑柱间距$s$一定时，钢梁的挠度$h$与所受压力$F$成正比。
【答案】
(1) 表格（合理即可）：
| 实验次数 | 支撑柱间距$s/cm$ | 压力$F/N$（控制不变） | 挠度$h/cm$ |
| :---: | :---: | :---: | :---: |
| 1 | | 3000 | |
| 2 | | 3000 | |
| 3 | | 3000 | |
(2) $\boldsymbol{10}$；在同一钢梁、支撑柱间距$s$一定时，钢梁的挠度$h$与所受压力$F$成正比
【知识点】
控制变量法，图像数据分析，探究影响物理量的因素
【点评】
本题结合桥梁工程的实际情境，考查控制变量法的应用、实验表格设计及图像信息提取能力，体现物理知识在工程技术中的实用价值，引导学生建立物理与生活的联系。
【难度系数】
0.7
【分析】
这是一项探究性实验，核心是研究A4纸的承重极限与形状的关系，需采用控制变量法，保证除纸的形状外，支撑物间距等其他条件均一致。首先要确定实验所需器材，需包含研究对象A4纸、搭建纸桥的支撑物、测试承重的配重物品；操作时要固定支撑物间距，将A4纸折成不同形状搭建纸桥，逐步增加配重直至纸变形，记录不同形状下的配重数量；最后通过观察不同形状纸对应的配重数量差异，总结出形状对承重极限的影响结论。
【解析】
本实验运用控制变量法探究纸的形状对承重极限的影响，需控制支撑物间距等无关变量相同，仅改变纸的形状。具体设计如下：1. 选取合适器材，确保实验可重复操作且变量单一；2. 固定支撑物间距，将A4纸折成不同形状搭建纸桥，逐次添加配重，记录纸接触桌面时的配重数量；3. 重复测试不同形状纸的承重情况，对比配重数量分析现象，最终得出形状与承重极限的关系。
【答案】
(1)一张A4纸、两个相同的书本（或等高支撑物）、若干相同硬币（或砝码）
(2)①将两书本放在水平桌面，间距固定（如10cm）；②将A4纸平展置于两书本上，在纸中央逐枚放置硬币，记录纸接触桌面时的硬币数；③将A4纸分别折成瓦楞形、圆筒形、三角形柱体，重复步骤②；④比较不同形状时的硬币数。
(3)平展纸承受硬币数最少，瓦楞形、圆筒形等形状承受硬币数较多。
(4)纸的形状影响其承重极限，折叠成瓦楞形、圆筒形等形状能提高纸的承重能力。
【知识点】
控制变量法、结构承重影响因素
【点评】
该实验利用生活中常见器材设计，操作简便，通过控制变量法清晰探究纸的形状对承重能力的影响，有助于培养科学探究思维与动手实践能力，紧密联系生活实际，加深对结构特性的理解。
【难度系数】
0.6
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