登录
1. 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。下表是他们利用A、B两根不同的弹簧做实验时所记录的数据。
拉力/N 0 1 2 3 4 5 6
A长/cm 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0 21.0 24.0
B长/cm 6.0 7.5 9.0 10.5 12.0 13.5 15.0
（1）分析表中数据可知：在一定条件下，弹簧伸长的长度与它所受的拉力成；在拉力相同的情况下，A弹簧伸长的长度比B弹簧（填“长”或“短”）。
（2）如图所示的甲、乙两弹簧测力计分别使用了A、B两弹簧，它们的外壳相同，刻度线分布情况相同，则量程较大的是弹簧测力计，精度较高的是弹簧测力计。（填“甲”或“乙”）
（3）经实验探究发现：在拉力相同的情况下，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：。
2. 如图所示，在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中：
（1）图甲和图乙的实验装置不一样，图乙装置的优点在于：。
（2）水平向右拉动长木板，弹簧测力计的示数如图乙所示。根据知识可知，木块所受的滑动摩擦力为N。
（3）将木块沿竖直方向截去一半后，测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半。由此得出：滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为得出的这一结论正确吗？为什么？
（4）物理兴趣小组设计了如图所示的实验装置。实验中，小桶内装入适量的沙子，滑块恰好做匀速直线运动（轻绳与滑轮的摩擦不计）。要测出滑块受到的滑动摩擦力，需要测量的物理量是；小桶落地后，滑块继续向前运动，受到的滑动摩擦力大小。
拉力/N 0 1 2 3 4 5 6
A长/cm 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0 21.0 24.0
B长/cm 6.0 7.5 9.0 10.5 12.0 13.5 15.0
（1）分析表中数据可知：在一定条件下，弹簧伸长的长度与它所受的拉力成；在拉力相同的情况下，A弹簧伸长的长度比B弹簧（填“长”或“短”）。
（2）如图所示的甲、乙两弹簧测力计分别使用了A、B两弹簧，它们的外壳相同，刻度线分布情况相同，则量程较大的是弹簧测力计，精度较高的是弹簧测力计。（填“甲”或“乙”）
（3）经实验探究发现：在拉力相同的情况下，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：。
2. 如图所示，在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中：
（1）图甲和图乙的实验装置不一样，图乙装置的优点在于：。
（2）水平向右拉动长木板，弹簧测力计的示数如图乙所示。根据知识可知，木块所受的滑动摩擦力为N。
（3）将木块沿竖直方向截去一半后，测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半。由此得出：滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为得出的这一结论正确吗？为什么？
（4）物理兴趣小组设计了如图所示的实验装置。实验中，小桶内装入适量的沙子，滑块恰好做匀速直线运动（轻绳与滑轮的摩擦不计）。要测出滑块受到的滑动摩擦力，需要测量的物理量是；小桶落地后，滑块继续向前运动，受到的滑动摩擦力大小。
答案
1.（1）正比；长
（2）乙；甲
（3）取材料、粗细均相同，原长不同的两根弹簧，用大小相同的拉力分别拉动两根弹簧，对比两根弹簧的伸长量
2.（1）不需要匀速拉动长木板，操作简便，弹簧测力计示数稳定，便于读数
（2）二力平衡；2.8
（3）不正确，实验没有控制木块对接触面的压力大小相同，截去木块一半后压力也变为原来的一半，变量不唯一，结论不成立
（4）小桶和沙子的总重力（或小桶和沙子的总质量）；不变（和之前的大小相等）
（2）乙；甲
（3）取材料、粗细均相同，原长不同的两根弹簧，用大小相同的拉力分别拉动两根弹簧，对比两根弹簧的伸长量
2.（1）不需要匀速拉动长木板，操作简便，弹簧测力计示数稳定，便于读数
（2）二力平衡；2.8
（3）不正确，实验没有控制木块对接触面的压力大小相同，截去木块一半后压力也变为原来的一半，变量不唯一，结论不成立
（4）小桶和沙子的总重力（或小桶和沙子的总质量）；不变（和之前的大小相等）
解析
【分析】
先分析弹簧相关问题：判断弹簧伸长与拉力的关系，需计算不同拉力下弹簧的伸长量，看比值是否恒定；对比相同拉力下A、B弹簧的伸长量得出长短关系；量程结合弹簧能承受的最大拉力和刻度线分布判断，精度看相同拉力下弹簧的伸长量，伸长越多精度越高；实验设计用控制变量法，控制弹簧材料、粗细、拉力相同，改变原长观察伸长量。再分析滑动摩擦力相关问题：对比甲、乙装置，乙中木块静止，无需匀速拉木板，操作简便；利用二力平衡，木块静止时测力计示数等于摩擦力；探究接触面积影响时，需控制压力和粗糙程度不变，截去木块一半时压力也改变，结论错误；滑块匀速时摩擦力等于小桶和沙子的总重力，滑动摩擦力与压力、粗糙程度有关，与运动状态无关，故落地后摩擦力不变。
【解析】
1. （1）计算A弹簧伸长量：拉力0N时伸长0，1N时伸长3cm，2N时伸长6cm，伸长量与拉力的比值为定值，故弹簧伸长与拉力成正比；相同拉力下，A弹簧伸长量比B大，因此填正比、长。
（2）A弹簧相同拉力下伸长快，刻度线分布相同（相同长度对应力相同），则A弹簧测力计量程小，B的量程大，故量程大的是乙；相同拉力下A伸长多，刻度线相同则A的分度值更小，精度更高，故精度高的是甲。
（3）验证弹簧伸长与原长的关系，需控制材料、粗细、拉力相同，改变原长，实验设计为：取材料、粗细均相同，原长不同的两根弹簧，用大小相同的拉力分别拉动两根弹簧，对比两根弹簧的伸长量。
2. （1）乙装置中，木块与弹簧测力计固定，拉动长木板时木块始终静止，根据二力平衡，摩擦力等于测力计示数，无需匀速拉动长木板，操作简便，弹簧测力计示数稳定，便于读数。
（2）水平拉动长木板时，木块静止处于平衡状态，根据二力平衡知识，滑动摩擦力等于测力计示数，图中测力计示数为2.8N，故摩擦力为2.8N。
（3）结论不正确。因为将木块沿竖直方向截去一半后，木块对接触面的压力也变为原来的一半，实验未控制压力大小相同，变量不唯一，结论不成立。
（4）滑块匀速直线运动时，滑动摩擦力等于小桶和沙子的总重力，故需测量小桶和沙子的总重力（或总质量）；滑动摩擦力大小只与压力和接触面粗糙程度有关，小桶落地后，滑块对接触面的压力和粗糙程度不变，所以滑动摩擦力大小不变。
【答案】
1.（1）正比；长
（2）乙；甲
（3）取材料、粗细均相同，原长不同的两根弹簧，用大小相同的拉力分别拉动两根弹簧，对比两根弹簧的伸长量
2.（1）不需要匀速拉动长木板，操作简便，弹簧测力计示数稳定，便于读数
（2）二力平衡；2.8
（3）不正确，实验没有控制木块对接触面的压力大小相同，截去木块一半后压力也变为原来的一半，变量不唯一，结论不成立
（4）小桶和沙子的总重力（或小桶和沙子的总质量）；不变（和之前的大小相等）
【知识点】
弹簧测力计原理、滑动摩擦力影响因素、二力平衡
【点评】
本题为力学实验综合题，涵盖弹簧测力计探究、滑动摩擦力影响因素等核心实验，考查学生对实验原理的理解、实验方案设计及结论分析能力，需熟练运用控制变量法和二力平衡知识，是初中力学重点考查内容。
【难度系数】
0.6
先分析弹簧相关问题：判断弹簧伸长与拉力的关系，需计算不同拉力下弹簧的伸长量，看比值是否恒定；对比相同拉力下A、B弹簧的伸长量得出长短关系；量程结合弹簧能承受的最大拉力和刻度线分布判断，精度看相同拉力下弹簧的伸长量，伸长越多精度越高；实验设计用控制变量法，控制弹簧材料、粗细、拉力相同，改变原长观察伸长量。再分析滑动摩擦力相关问题：对比甲、乙装置，乙中木块静止，无需匀速拉木板，操作简便；利用二力平衡，木块静止时测力计示数等于摩擦力；探究接触面积影响时，需控制压力和粗糙程度不变，截去木块一半时压力也改变，结论错误；滑块匀速时摩擦力等于小桶和沙子的总重力，滑动摩擦力与压力、粗糙程度有关，与运动状态无关，故落地后摩擦力不变。
【解析】
1. （1）计算A弹簧伸长量：拉力0N时伸长0，1N时伸长3cm，2N时伸长6cm，伸长量与拉力的比值为定值，故弹簧伸长与拉力成正比；相同拉力下，A弹簧伸长量比B大，因此填正比、长。
（2）A弹簧相同拉力下伸长快，刻度线分布相同（相同长度对应力相同），则A弹簧测力计量程小，B的量程大，故量程大的是乙；相同拉力下A伸长多，刻度线相同则A的分度值更小，精度更高，故精度高的是甲。
（3）验证弹簧伸长与原长的关系，需控制材料、粗细、拉力相同，改变原长，实验设计为：取材料、粗细均相同，原长不同的两根弹簧，用大小相同的拉力分别拉动两根弹簧，对比两根弹簧的伸长量。
2. （1）乙装置中，木块与弹簧测力计固定，拉动长木板时木块始终静止，根据二力平衡，摩擦力等于测力计示数，无需匀速拉动长木板，操作简便，弹簧测力计示数稳定，便于读数。
（2）水平拉动长木板时，木块静止处于平衡状态，根据二力平衡知识，滑动摩擦力等于测力计示数，图中测力计示数为2.8N，故摩擦力为2.8N。
（3）结论不正确。因为将木块沿竖直方向截去一半后，木块对接触面的压力也变为原来的一半，实验未控制压力大小相同，变量不唯一，结论不成立。
（4）滑块匀速直线运动时，滑动摩擦力等于小桶和沙子的总重力，故需测量小桶和沙子的总重力（或总质量）；滑动摩擦力大小只与压力和接触面粗糙程度有关，小桶落地后，滑块对接触面的压力和粗糙程度不变，所以滑动摩擦力大小不变。
【答案】
1.（1）正比；长
（2）乙；甲
（3）取材料、粗细均相同，原长不同的两根弹簧，用大小相同的拉力分别拉动两根弹簧，对比两根弹簧的伸长量
2.（1）不需要匀速拉动长木板，操作简便，弹簧测力计示数稳定，便于读数
（2）二力平衡；2.8
（3）不正确，实验没有控制木块对接触面的压力大小相同，截去木块一半后压力也变为原来的一半，变量不唯一，结论不成立
（4）小桶和沙子的总重力（或小桶和沙子的总质量）；不变（和之前的大小相等）
【知识点】
弹簧测力计原理、滑动摩擦力影响因素、二力平衡
【点评】
本题为力学实验综合题，涵盖弹簧测力计探究、滑动摩擦力影响因素等核心实验，考查学生对实验原理的理解、实验方案设计及结论分析能力，需熟练运用控制变量法和二力平衡知识，是初中力学重点考查内容。
【难度系数】
0.6
