Question

5．为了研究弹簧受到拉力时弹簧长度的增加量与弹簧自身因素的关系，小华同学选用弹簧A、B和测力计进行实验．已知弹簧A、B由粗细相同的同种金属丝绕制而成． A、B原来的长度分别为L₀和L₀′，且A、B的横截面均相同；他将弹簧A、B的左端固定，并分别用水平向右的力通过测力计拉伸弹簧，它们的长度各自增加了△L和△L′．请仔细观察如图所示的实验现象，归纳得出初步结论．

（1）分析比较图A和B中测力计示数，弹簧长度的增加量以及相关条件，可直接得出的实验结论是材料、横截面积都相同，原长不同的弹簧，在相同的外力作用下，弹簧长度的增加量不同．
（2）如果用A弹簧和B弹簧分别制成弹簧秤．且A弹簧秤的最大测量值为G₁．B弹簧秤的最大测量值为G₂，则G₁等于G₂．（填“大于”、“等于”、“小于”、或“无法判断”）

Answer 1

分析 （1）利用控制变量的思想设计、分析实验，被研究问题是弹簧长度的增加量，影响因素是弹簧的材料、原来长度、横截面积、拉力．
（2）分析拉力的大小和弹簧的伸长的关系即可得出结论；

解答 解：（1）分析比较图A和B中测力计可知，材料相同，横截面积也相同，测力计的读数都是6N两根弹簧的原长是分别是L₀和L₀′即原长不同，△L′大于△L，故可以得出的结论是：材料、横截面积都相同，原长不同的弹簧，在外力作用下，弹簧长度的增加量不同；
（2）由题知，A弹簧达到弹性限度时，受到的拉力大小为G₁；
已知弹簧A、B由粗细相同的同种金属丝绕制而成，为了研究问题的方便，设B弹簧的原长为A弹簧原长的2倍，可认为B弹簧是由两段A弹簧串联组成的；由于同一根弹簧各处的弹力相等，所以在拉力G₁的作用下，B弹簧中的这两段都会同时达到最大伸长量，即B弹簧也达到了弹性限度；
所以，两弹簧秤的最大测量值G₁=G₂．
故答案为：（1）材料、横截面积都相同，原长不同的弹簧，在相同的外力作用下，弹簧长度的增加量不同；（2）等于．

点评 本题考查了弹簧测力计的使用及其原理．