练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 初中物理 > 题目详情
    17．我们知道，弹簧受到的拉力越大，弹簧伸长的长度就越大．但是，用同样大小的力去拉两只不同的弹簧，伸长的长度不同，这说明弹簧有“软”“硬”之分，容易被拉伸的弹簧比较软，反之比较硬．弹簧的软硬用它的刚性系数来表示．刚性系数越大，弹簧越硬．为了研究弹簧的刚性系数与哪些因素有关，通过有关实验探究，取得数据如下（S为制造弹簧的金属丝的横截面积，n为弹簧的匝数．r为弹簧的半径．A为弹簧的刚性系数）：
    材料 S/m2nr/mA/（•m-1）
    铜3×10-61001×10-290
    钢3×10-61001×10-2180
    铜6×10-61001×10-2360
    钢3×10-62001×10-290
    铜6×10-61002×10-245
    （1）A=k$\frac{{S}^{2}}{n{r}^{3}}$（填字母表达式），其中k与制造弹簧的材料有关，材料不同，k值一般不同．上述实验中钢的k值k钢=2×109N/m2．（填上数值和单位）．
    （2）用粗细相同的铜丝做成半径相同但匝数不同的弹簧，则弹簧的刚性系数和匝数的关系可以用图象中的图线b表示．
    （3）如果用粗细相同的铜丝和钢丝做成匝数和半径相同的弹簧，都用l0N的力拉伸时，用铜做成的弹簧变得更长．
    （4）用横截面积为9×10-6m2的钢丝制成一个60匝、刚性系数为100N/m的弹簧，则该弹簧的半径为3×10-2 m．

    分析 （1）实验中主要有四个变量，分别为材料、横截面积、弹簧匝数和弹簧的半径，根据控制变量法的要求，分别比较第2、4行数据，3、5行数据，4、6行数据，可分析出横截面积、弹簧匝数和弹簧的半径与A的关系，最终归纳出表达式，再利用表达式可计算出钢的k值，这种方法叫做等价变换法；
    （2）通过刚性系数的表达式，可以看出，在其他条件相同时，弹簧的匝数越多，其刚性系数越小，因此，b是符合题意的；
    （3）通过表格可以看出铜与钢谁的刚性系数更大，再根据相同条件下，刚性系数越大的弹簧越难被拉伸这一规律可做出判断；
    （4）利用归纳得出的公式，将数据代入进行计算可得出弹簧的半径．

    解答 解：（1）根据控制变量法的要求，比较第2、4行数据可得，横截面积S之比的平方，等于刚性系数A之比；比较第3、5行数据可得，弹簧的匝数n扩大一倍，刚性系数A减小一半；比较第4、6行数据可得，弹簧的半径r之比的立方，等于刚性系数A之比．综合以上分析可得，A=k•$\frac{{S}^{2}}{n{r}^{3}}$；
    选择第3行数据代入公式A=k•$\frac{{S}^{2}}{n{r}^{3}}$得，180N/m=k•$\frac{（3×1{0}^{-6}{m}^{2}）^{2}}{100×（1×1{0}^{-2}{m}^{2}）^{3}}$，
    解得k=2×109N/m2；
    将数据变在公式，这种方法叫做等价变换法．
    （2）观察图象可知，a为成正比图象，b是A随弹簧匝数n的增加而减小，故图象b与研究的数据结果相符；
    （3）比较表格第2、3行中的刚性系数A可知，钢的刚性系数大于铜的刚性系数，因此，在相同条件下，铜做成的弹簧会更容易被拉长；
    （4）由刚性系数的公式变形得，r=$\root{3}{\frac{K{S}^{2}}{An}}$，代入数据解得，r=3×10-2m．
    故答案为：（1）$\frac{{S}^{2}}{n{r}^{3}}$；2×109N/m2；（2）b；（3）铜；（4）3×10-2．

    点评 本实验中的变量比较多，在分析数据时，必须在保证其他变量不变的情况下，依次分析其中的一个变量与刚性系数之间的关系，最终综合成公式的形式，这种归纳研究的方法称为等价变换；有了刚性系数的公式，剩余的问题基本要从公式入手进行分析和计算．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    18．足球运动是大家喜爱的运动，它包含很多物理知识：踢球时脚感到疼，说明力的作用是相互 的，使脚感到疼的力的施力物体是球，飞行中的球会落向地面是由于球受到重力，停在草地上的球受到的平衡力是地面对球的支持力和重力．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    19．如图实例中属于增大压强的是（　　）
    A．
    图钉帽做得很大    		B．
    喝饮料的管一端很尖
    C．
    铁轨下的枕木    		D．
    滑雪用的雪橇

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    5．力的作用是相互的，甲对乙施加一个力，同时乙对甲也施加一个力．小明想：这两个力之间存在什么关系呢？为了探究相互作用的两个力之间的关系，他设计以下实验：把两弹簧测力计A和B连接在一起，用手拉弹簧测力计A，此时，A弹簧测力计对B弹簧测力计有一个拉力F，大小从B弹簧测力计中读出，同时，B弹簧测力计对A弹簧测力计也有一个拉力F′，大小从A弹簧测力计读出．改变手拉弹簧的力，此两弹簧测力计的示数也随着改变，小明读出一组数据如表：
    F（N）0.511.522.5
    F′（N）0.511.522.5
    （1）根据小明的实验，你可以得出：两物体之间相互作用的两个力大小相等，方向相反，并在一条直线上．
    （2）以卵击石，石头没有损伤而鸡蛋破了，这一现象中，石头对鸡蛋的作用力与鸡蛋对石头的作用力大小上有何关系石头对鸡蛋的力等于鸡蛋对石头的作用力．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    12．小军在综合实践活动中，利用天平（砝码）、量筒、烧杯和细线等器材，对某种合金和水进行了探究

    （1）小军首先对该种合金材料制成的不同合金块进行探究．
    ①将天平放在水平桌面上并游码归零后，若指针静止时位置如图1所示，则应将平衡螺母向左（选填“左”或“右”）端调节；
    ②图2是正确测量合金块质量时使用砝码情况和游码的位置，它的质量为34g；
    ③图3是他用量筒测最②中合金块体积的情景，则该合金块的体积是5cm3；
    ④换用大小不同的合金块，重复上述测量．他得到不同合金块的质量与体积的关系图象如图4所示．由图象可知，合金块的质量与体积成正比；
    ⑤通过上述探究，若合金块的体积为l0cm3，则它的质量m=68g；
    （2）小军接着对水进行探究，描绘出质量与体积的关系图线如图5中甲所示．他分析后发现，由于误将烧杯和水的总质量当作了水的质量，导致图线甲未经过坐标原点．由此推断：水的质量与体积的关系图线应是丙（选填图5中“乙”、“丙”或“丁”）．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：作图题

    2．根据题意作图．
    （1）在如图甲中画出电路图中的电流方向，并连接图乙的实物图．
    （2）请根据如图丙实验电路，在图方框内画出电路图．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    9．小明用杠杆、一盒钩码和弹簧测力计等器材，做“探究杠杆平衡条件”的实验．

    （1）实验开始时，杠杆的位置如图甲所示．此时应调节杠杆两端的螺母使其向右移动（选填“左”或“右”），以使杠杆水平位置平衡．
    （2）小明调节杠杆水平平衡后，在杠杆左侧挂2个钩码，图乙所示．要使杠杆水平平衡，应在A处挂1个钩码．
    （3）小明再次在杠杆的两端挂上钩码，杠杆的状态如图丙所示．小明又调节平衡螺母，使杠杆恢复水平平衡．然后记录下动力、阻力、动力臂和阻力臂的数值．他分析实验数据时，发现得不到正确的“杠杆的平衡条件”，其原因是：挂上钩码后，再次调节平衡螺母．
    （4）当弹簧测力计由竖直向上拉杠杆变成斜向上拉，如图丁所示．若杠杆仍在水平位置静止，则弹簧测力计的示数一定变大（选填“变大”、“不变”或“变小”）．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    6．小雨做“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验时．他的实验操作步骤如图所示，实验过程如图：
    A．用细线将橡皮挂在弹簧测力计下，测出橡皮的重力；
    B．将水倒入溢水杯中；
    C．将挂在弹簧测力计下的橡皮浸没水中，让溢出的水全部流入小桶中，同时读出此时弹簧测力计的示数；
    D．将盛有溢出水的小桶挂在弹簧测力计下，读出此时弹簧测力计的示数；
    E．记录、分析实验数据，得出实验结论；
    F．整理实验器材．
    请根据小雨的实验过程回答下面问题：
    （1）指出小雨在实验操作中漏掉的一个步骤：没有用弹簧测力计测出小空桶的重力．
    （2）指出上面实验操作中的一处错误是：B步骤中溢水杯没有装满水，此时测出的浮力F与溢出水的重力G的大小关系：F＞G．
    （3）改正上述错误重新进行实验，得出的正确实验结论是：浸在液体中的物体受到的浮力大小等于排开液体所受的重力．
    （4）如果在C步骤中将物体浸没液体的深度更大些，对实验结论没有（选填“有”或“没有”）影响．
    （5）若用能够漂浮在水面的木块代替橡皮做此实验，则与上述操作不同的一个步骤是C（填字母）．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    7．工人用动滑轮将425N的重物匀速提升4m，所用的拉力为250N，时间为20s，拉力的功率为100W，机械效率为85%．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案