Question

13．为制作弹簧测力计，某物理实验小组对弹簧的伸长与拉力的关系作了探究．如表是他们利用甲、乙两根不同的弹簧做
实验时所记录的数据．
（1）分析表一和表二数据可知：
表一

甲弹簧受到的拉力/N	0	1	2	3	4	5	6
甲弹簧的长度/cm	6.0	9.0	12.0	15.0	18.0	21.0	24.0

表二

乙弹簧受到的拉力/N	0	1	2	3	4	5	6
乙弹簧的长度/cm	6.0	7.5	9.0	10.5	12.0	13.5	15.0

①在一定条件下，弹簧伸长的长度与它所受的拉力成正比；
②在拉力相同的情况下，甲弹簧伸长的长度比乙弹簧大（选填“大“或“小”）．
（2）如图所示的A、B两弹簧测力汁分别使用了甲、乙两弹簧，它们的外壳相同，刻度线分布情况相同．则量程较大的是B（选填“A”或“B”下同）测力计，精度较高的是A测力计．
（3）某同学认为实验中可以用弹簧测力计代替钩码．他的做法是：用弹簧测力计挂钩勾住弹簧下端向下拉来改变力的大小，力的数值由弹簧测力计读出．你认为用弹簧测力计好，还是用钩码更好一些？答：钩码；理由是：弹簧测力计不易控制力的大小和方向，弹簧的伸长量也不易测量准确（弹簧测力计有自重，向下拉时，读数偏大，结果不准确）．
（4）经实验探究发现：在拉力相通的情况下，弹簧伸长的长度与弹簧的材料、粗细、原长（弹簧不受外力时的长度）等均有关系，请设计一个简单实验，证实弹簧伸长的长度与弹簧原长有关将一根弹簧截成长度不同的两段，分别用大小相同的力拉两根弹簧，比较其伸长的长度．

Answer 1

分析 （1）①分析表一和表二数据，弹簧受到的拉力为0时，弹簧的长度是原长，用弹簧的长度减去弹簧的原长即为弹簧伸长的长度，计算出弹簧伸长的长度分析它与所受拉力的关系；
②根据表中数据分析，在拉力相同的情况下甲弹簧伸长的长度和乙弹簧伸长的长度的关系；
（2）同样比较测力计的精度实质是在弹簧的拉力相同时比较弹簧伸长的长度，弹簧伸长的长度大的测力计，示数间的间距较大，刻刻度时可以刻得更小，精度更高；
（3）分析钩码的重力和弹簧测力计的拉力优缺点，得出结论．
（4）探究弹簧伸长的长度与弹簧原长的关系应控制弹簧的材料、金属丝的粗细、弹簧的横截面积相同而弹簧的原长不同，用相等的力拉弹簧，探究弹簧的伸长与弹簧长度的关系．

解答 解：（1）①根据表格数据可以得出，不论是甲弹簧还是乙弹簧，弹簧受到的拉力越大，弹簧伸长的长度越长，弹簧伸长的长度与弹簧受到的拉力之比是定值，即在一定条件下，弹簧伸长的长度与它所受的拉力成正比；
②根据表中数据可知，在拉力相同的情况下甲弹簧伸长的长度大于乙弹簧伸长的长度；
（2）根据甲乙弹簧在拉力相同时甲弹簧伸长的长度大于乙弹簧伸长的长度，可得出在弹簧的伸长相同时，甲弹簧所受拉力小于乙弹簧所受拉力，由题意知，A、B两弹簧测力计分别使用了甲、乙两弹簧，它们的外壳相同，刻度线分布情况相同即两弹簧的伸长相同，则甲弹簧所受拉力大于乙弹簧所受拉力即甲弹簧测力计的量程小于乙，即量程较大的是B测力计；
同样根据甲乙弹簧在拉力相同时甲弹簧伸长的长度大于乙弹簧伸长的长度，在拉力相同时用甲弹簧做成的测力计，示数间的间距较大，刻度时可以刻得更小，因此用甲弹簧做成的测力计精度更高，即精度较高的是A测力计．
（3）据题意可知，用弹簧测力计不易控制力的大小和方向，弹簧的伸长量也不易测量准确  （弹簧测力计有自重，向下拉时，读数偏大，结果不准确），所以还是用钩码好；
（4）要证实弹簧伸长的长度与弹簧原长的关系，设计实验时要采用控制变量法，需要控制弹簧的材料、粗细、所受拉力相同，只改变弹簧的原长，要控制弹簧的材料、粗细相同可以取同一根弹簧来做实验，再将弹簧截成长度不同的两段，就可以改变弹簧的原长，并分别用大小相同的力拉两根弹簧，就可以控制弹簧所受的拉力相同，最后比较弹簧伸长长度的关系．
故答案为：
（1）正比；大；
（2）B；A；
（3）钩码；弹簧测力计不易控制力的大小和方向，弹簧的伸长量也不易测量准确  （弹簧测力计有自重，向下拉时，读数偏大，结果不准确）；
（4）将一根弹簧截成长度不同的两段，分别用大小相同的力拉两根弹簧，比较其伸长的长度．

点评 这里考查的控制变量法的思想，通过题意找出被研究的问题，影响该问题的因素，在设计实验、描述结述时，要注意说清控制什么因素一定的思想，这是控制变量法的关键所在．