Question

（1）為了驗證“當(dāng)質(zhì)量一定時，物體的加速度與它所受的合外力成正比”．一組同學(xué)用圖甲所示的裝置進(jìn)行實驗，并將得到的實驗數(shù)據(jù)描在圖13乙所示的坐標(biāo)圖中．
①在圖乙中作出a-F圖線．
②由a-F圖線可以發(fā)現(xiàn)，該組同學(xué)實驗操作中遺漏了

 

這個步驟．
③根據(jù)a-F圖線可以求出系統(tǒng)的質(zhì)量是

 

（保留兩位有效數(shù)字）．
（2）通過《探究彈簧彈力與彈簧伸長長度的關(guān)系》實驗，我們知道在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力F的大小與彈簧的伸長（或壓縮）量x成正比，并且不同的彈簧，其勁度系數(shù)不同．已知一根原長為L₀、勁度系數(shù)為k₁的長彈簧A，現(xiàn)把它截成長為

2

3

L₀和

1

3

L₀的B、C兩段，設(shè)B段的勁度系數(shù)為k₂、C段的勁度系數(shù)為k₃，關(guān)于k₁、k₂、k₃的大小關(guān)系，同學(xué)們做出了如下猜想．
甲同學(xué)：既然是同一根彈簧截成的兩段，所以，k₁=k₂=k₃
乙同學(xué)：同一根彈簧截成的兩段，越短勁度系數(shù)越大，所以，k₁＜k₂＜k₃
丙同學(xué)：同一根彈簧截成的兩段，越長勁度系數(shù)越大，所以，k₁＞k₂＞k₃
①為了驗證猜想，可以通過實驗來完成．實驗所需的器材除鐵架臺外，還需要的器材有．
②簡要寫出實驗步驟．
③如圖是實驗得到的圖線．根據(jù)圖線得出彈簧的勁度系數(shù)與彈簧長度有怎樣的關(guān)系？

Answer 1

分析：（1）解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項．
作出a-F圖線應(yīng)該采用描點法擬合呈一條傾斜的直線．
（2）根據(jù)胡克定律列方程，確定待測量和實驗器材；彈簧的勁度系數(shù)與彈簧長度成反比．

解答：解：（1）如圖

②從上圖中發(fā)現(xiàn)直線沒過原點，當(dāng)F≤0.16N時，a=0．也就是說當(dāng)繩子上有拉力時小車的加速度還為0，說明小車的摩擦力與繩子的拉力抵消呢．該組同學(xué)實驗操作中遺漏了平衡摩擦力這個步驟．
③根據(jù)a-F圖線可以求出a-F圖線的斜率即物體的加速度．
所以加速度a=0.40kg
（2）①需要測量勁度系數(shù)，根據(jù)mg=kx，故需要鉤碼，還需要刻度尺測量伸長量；
②實驗步驟：
a、將彈簧B掛在鐵架臺上，用刻度尺測量其長度L_B
b、將彈簧B的下端掛上鉤碼，記下鉤碼的個數(shù)并用刻度尺測量彈簧長度L₁
c、由F=mg計算彈簧的彈力，由x=L₁-L_B計算出彈簧伸長度，由k=

F

x

計算彈簧的勁度系數(shù)
d、改變鉤碼個數(shù)重復(fù)b、c并求出B的勁度系數(shù)K₂的平均值
③同一根彈簧上截下的幾段，越短彈簧勁度系數(shù)越大
故答案是：（1）①見上圖；
②平衡摩擦力；③0.40kg
（2）①鉤碼、刻度尺
②見上
③同一根彈簧上截下的幾段，越短彈簧勁度系數(shù)越大

點評：（1）教科書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．
實驗的圖象描繪，物理結(jié)合數(shù)學(xué)的應(yīng)用都值得注意．
（2）本題關(guān)鍵明確實驗原理，也可以通過胡克定律進(jìn)行理論探究，基礎(chǔ)題．