浙教版八上科学 【必刷项目化试题】专题2 自制弹簧测力计(含解析) 浙江省各地真题汇编

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浙教版八上科学 【必刷项目化试题】专题2 自制弹簧测力计(含解析) 浙江省各地真题汇编

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【必刷项目化试题】专题2 自制弹簧测力计 浙江省各地真题汇编
一、实验与探究题
1.科学学习小组开展了“自制测力计”的项目化学习。
【项目任务】自制测力计并用于测量力的大小。
【项目准备】提供材料如图甲。三根大小和长度一样的弹簧和一根橡皮筋的伸长量与受到拉力的关系分别如图乙、丙。
【评价量表】在老师的指导下,小组同学制订了评价量表,表中为部分评价指标。
评价指标 评价等级
优秀 良好 待改进
功能性 最大测量值大,携带方便 最大测量值较大,携带较方便 最大测量值小,携带不方便
精确度 达到0.1牛 达到0.2牛 大于0.2牛
刻度 刻度均匀 刻度部分均匀 刻度不均匀
【项目制作】
(1)项目中提供了三根大小和长度一样的弹簧与一根橡皮筋材料,为了保证自制测力计刻度标注均匀,不能选择哪一根材料制作并说明原因:   。
【项目评价】
(2)为使“精确度”指标达到“优秀”标准,每颗铅粒的重量应为   牛。
2.科学学习小组开展了“自制测力计”的项目化学习。
【项目任务】自制测力计并用于测量力的大小。
【项目准备】提供材料如图甲所示,弹簧和橡皮筋的伸长量与受到拉力的关系如图乙所示。
【评价量规】在老师的指导下,小组同学制订了如下评价量规。
评价指标 评价等级
优秀 良好 待改进
调零方式 多种方式调零 只能移动指针调零 不能调零
精度 达到0.1N 达到0.2N 大于0.2N
【项目制作】
(1)选择弹性材料时,弹簧比橡皮筋更合适。理由是一定范围内,弹簧的伸长量与受到的拉力成   关系,便于标注均匀刻度。
(2)选用图乙中b弹簧制作测力计,确定“0”和“2N”刻度后,两者之间分为10等份,则该测力计的分数值为   N,小组同学用制好的弹簧测力计称量身边小物件所受的重力。
【项目评价】
(3)实测时,挂上0.1N的铅粒,发现测力计示数几乎没有变化,为使“精度”指标表现更优秀,需选取图乙中   (填“a”或“c”)弹簧取代b弹簧制作测力计。
3. 科学学习小组开展了“自制测力计”的项目化学习。
【项目任务】自制测力计并用于测量力的大小;
【项目准备】提供材料如图甲,弹簧和橡皮筋的伸长量与受到拉力的关系如图乙;
【评分量规】在老师的指导下小组同学制定了评价量规,表中为部分评价指标;
评价指标 评价等级
优秀 良好 待改进
调零方式 多种方式调零 只能移动指针调零 不能调零
精确度 达到0.1牛 达到0.2牛 大于0.2牛
【项目制作】
(1)选择材料时,你认为    (选填“弹簧”或“橡皮筋”)更合适,理由是   ;
(2)选用图乙中b 弹簧制作测力计,确定“0”和“2牛”刻度后,两者之间分为10等份,则该 测力计的最小刻度为   牛,小组同学用制好的弹簧测力计称量身边小物件的重力;
(3)【项目评价】根据“精确度”这一评价指标,当弹簧受到相同拉力时,伸长量更大的弹簧精确度更高, 最终小组选取图乙中   弹簧制作测力计(选填“a”或“b”或“c”)
4.某同学为了制作弹簧测力计,对一根弹簧进行了探究:将弹簧的一端固定,另一端悬挂钧码,记录弹簧的长度与它受到的拉力之间的关系,实验记录如下表所示。
拉力/N 0 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0
弹簧长度/cm 6.5 7.5 8.5 9.5 11.0 14.2 18.0
▲ 0 1 2 3 4.5 7.7 11.5
(1) 表格中▲处应填写   。
(2)从上述信息可得,若用此弹簧制作弹簧测力计,它的量程是   N。
(3)当该弹簧长度为8.7cm时,弹簧所受的拉力为   .
5.科学学习小组开展了“自制测力计”的项目化学习。
【项目任务】自制测力计并用于测量力的大小;
【项目准备】提供材料如图甲,弹簧和橡皮筋的伸长量与受到拉力的关系如图乙;
【评分量规】在老师的指导下小组同学制定了评价量规,表中为部分评价指标;
评价指标 评价等级
优秀 良好 待改进
调零方式 多种方式调零 只能移动指针调零 不能调零
精确度 达到0.1牛 达到0.2牛 大于0.2牛
【项目制作】
(1)选择材料时,你认为   (选填“弹簧”或“橡皮筋”)更合适,理由是   ;
(2)选用图乙中b弹簧制作测力计,确定“0”和“2牛”刻度后,两者之间分为10等份,则该测力计的最小刻度为   牛,小组同学用制好的弹簧测力计称量身边小物件的重力;
(3)【项目评价】
最终小组选取图乙中a弹簧取代b弹簧制作测力计,请根据“精确度”这一评价指标说明理由   
6.研习小组的同学开展了“自制测力计”的项目化学习。
【项目任务】自制测力计并用其测量力的大小。
【项目实施】提供的材料如图甲所示。a、b、c三根弹簧和皮筋的伸长量与受到拉力的关系如图乙、丙所示。制作的评价量规中部分评价指标如表所示
(1)选择材料时,应选择   (填“弹簧”或“皮筋”)更合适,其原理是   
(2)自制测力计“调零方式”的评价等级为良好。用该测力计测量水平拉力时,先将测力计   (填“水平”“竖直”或“任意”)放置,使弹簧处于自由状态,再将指针调整到“0”刻度位置,方可进行测量。
(3)小组同学选用图乙中b 弹簧制作测力计,确定“0”和“2N”刻度后,两者之间分为10等份,该测力计“精确度”的评价等级为   。
评价指标 优秀 良好 待改进
调零方式 多种方式可以调零 只能移动指针调零 不能调零
精确度 达到0.1 N 达到0.2 N 大于0.2 N
(4)用自制的测力计进行实测时,挂上0.1N 的物体,发现测力计的指针几乎不动。为使“精确度”的评价等级为优秀,小东认为可选取图乙中a 弹簧来取代b 弹簧来制作测力计,其理由是   。
7.科学兴趣小组开展了“自制测力计”的项目化学习。
【项目任务】自制测力计并用于测量力的大小。
【项目准备】提供材料如图甲,弹簧和橡皮筋的伸长量与受到拉力的关系如图乙和图丙
【项目制作】
①小安选择弹簧b制作测力计,确定“0”和“2N”刻度后,两者之间分为10等份,则该测力计的最小刻度为0.2N。
②使用弹簧测力计前应来回拉动几下它的挂钩。
【项目评价】
(1)实测时,挂上0.1N的铅粒,发现测力计示数变化较小,若要提高精确度,需选取图乙中   (选填“a”或“c”)弹簧取代b弹簧制作测力计。
(2)小阳认为,用橡皮筋代替弹簧b制作测力计也可以提高精确度。小组其他同学认为橡皮筋不适合制作测力计,结合图丙,请说明理由:   。
8.小杭为了制作弹簧测力计,对一根弹簧进行了探究:将弹簧的一端固定,另一端悬挂钩码,记录弹簧的长度与它受到的拉力之间的关系,如表所示。
拉力/N 0 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0
弹簧长度/ cm 6.5 7.5 8.5 9.5 11.0 14.2 18.0
(1)从表格信息可得,该弹簧制作的弹簧测力计的最大量程是    N。
(2)若该弹簧测力计的最小刻度为0.1N,则相邻刻度线之间的距离为   cm。
(3)当该弹簧测力计受到 0.75 N的拉力时,弹簧将伸长    cm。
9.在“自制弹簧测力计”活动中,同学们发现:在一定的范围内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的长度越长。小明提出如下猜想:弹簧伸长的长度可能跟它受到的拉力成正比。
(1)小明用一弹簧进行实验,实验记录数据如表:
拉力(钩码总重)/N 0 0.5 1.0 1.5 2.5
弹簧的总长度/cm 4.5 5.1 5.7 6.3 7.5
弹簧伸长的长度/cm 0 0.6   1.8 3.0
①没有挂钩码时,弹簧的原长=    cm。
②补充表格中第2行的数据为    。
(2)小明用弹簧制作测力计,准备测量水平拉力,应先将测力计    (选填“水平”或“竖直”)放置,弹簧处于自由状态,调整指针到0刻度位置后,方可进行测量,弹簧测力计示数如图甲所示,拉力的大小等于    N。
(3)现有a、b、c三根弹簧,它们所受拉力与伸长量的关系图像如图乙所示,为使制成的测力计“精确度”更高,可选用弹簧    (填符号)制作测力计。
10.项目化学习小组的同学利用橡皮筋进行“自制简易测力计”项目。在橡皮筋下悬挂一枚回形针作为挂钩,并依据此时指针位置标上零刻度,如图甲所示。
〔项目一:标明刻度〕
(1)在回形针上每次加挂一个 50克的钩码,测量每次指针到零刻线的距离L,画出拉力 F 逐渐增大过程的F~L图像,如图乙中曲线①所示。该自制测力计刻度不均匀的原因可能是   。
(2)〔项目二:检验作品〕
将钩码逐个取下,测量每次指针到零刻线的距离L,画出拉力F 逐渐减小过程的F-L图像,如图乙中曲线②所示,与拉力逐渐增大过程的曲线①不重合。小金用此测力计先后连续测量 F1 和 F2根据上面的检验结果可知,F2 的测量值比真实值   (填“偏小”“不变”或“偏大”)。
(3)〔项目三:改进完善〕
换用伸长长度与所受外力成正比的材料重新制作简易测力计。同学们在老师的指导下,针对改进后的简易测力计的科学性设计了评价量表。
“自制简易测力计”评价量表(节选)
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 设计合理,结构完整 结构完整 结构不完整,有1处及以上缺失
指标二 刻度均匀,刻度线之间距离较大,测量精确度高 刻度均匀,但刻度线之间距离较小,测量精确度差 刻度不均匀
根据评价表,该测力计的“指标一”被评为“优秀”,“指标二”被评为“合格”。为使“指标二”达到优秀水平,请你对该测力计提出合理的改进建议:   。
11.科学小组发现弹簧和橡皮筋在一定外力作用下,长度都会发生变化,撤去外力后立刻恢复原长,都符合反复测量的要求,为什么选择弹簧来制作测力计呢 科学小组进行了如下探究过程。
(1)【测量原理】
弹簧测力计能测物体的重力,请分析弹簧测力计示数等于物体重力的原因:   。
(2)【项目制作】
科学小组根据提供的材料(如图甲)制作并进行测量,得到三组不同弹簧和橡皮筋的伸长量与受到拉力的关系如图乙。
根据图乙分析,在一定拉力范围内,选择弹簧来制作测力计的理由是   。
(3)分别用a、b、c弹簧制作测力计,精确度最高的是   (填“a”“b”或“c”)。
(4)【项目改进】
科学小组实测发现,自制弹簧测力计精确度低。为提高精确度,请根据如下表格信息提出如何优选弹簧:   。(提出一条优选方案)
弹簧长度(cm) 弹簧圈直径(cm) 弹簧伸长量(cm)
10N拉力 15N拉力 20N拉力
10 3 2.4 3.6 4.8
20 3 4.3 6.5 8.7
30 3 6.5 9.7 12.9
10 2 1.6 2.4 3.2
10 4 5.1 7.7 10.2
12.科学学习小组开展了“自制测力计”的项目化学习。
【项目任务】自制测力计并用于测量力的大小。
【项目准备】提供材料如图甲。三根大小和长度一样的弹簧和一根橡皮筋的伸长量与受到拉力的关系分别如图乙、丙。
【评价量表】在老师的指导下,小组同学制订了评价量表,表中为部分评价指标。
评价指标 评价等级
优秀 良好 待改进
功能性 最大测量值大,携带方便 最大测量值较大,携带较方便 最大测量值小,携带不方便
精确度 达到0.1牛 达到0.2 牛 大于0.2 牛
刻度 刻度均匀 刻度部分均匀 刻度不均匀
(1)【项目制作】项目中提供了三根大小和长度一样的弹簧与一根橡皮筋材料,为了保证自制测力计刻度标注均匀,不能选择哪一根材料制作并说明原因:   。
(2)【项目评价】为使“精确度”指标达到“优秀”标准,每颗铅粒的重量应为   牛。
13.科学学习小组开展了“自制测力计”的项目化学习。
【项目任务】自制测力计并用于测量力的大小;
【项目准备】提供材料如图甲,弹簧和橡皮筋的伸长量与受到拉力的关系如图乙;
评价指标 评价等级
优秀 良好 待改进
调零方式 多种方式调零 只能移动指针调零 不能调零
精确度 达到0.1牛 达到0.2牛 大于0.2牛
【项目制作】
(1)选择材料时,你认为   (选填“弹簧”或“橡皮筋”)更合适,理由是   ;
(2)选用图乙中 b 弹簧制作测力计,确定“0”和“2牛”刻度后,两者之间分为10等份,则该测力计的最小刻度为   牛,小组同学用制好的弹簧测力计称量身边小物件的重力;
(3)【项目评价】
最终小组选取图乙中a弹簧取代b弹簧制作测力计,请根据“精确度”这一评价指标说明理由    。
14.兴趣小组成员用一根弹簧、一块纸板、指针和挂钩等制作了一个弹簧测力计。
(1)【任务一】计算与标定刻度
如图甲,把一根下端带有挂钩的弹簧的上端固定在纸板上,   (写出标定零刻度的方法);在挂钩上悬挂一个100g的钩码,在指针所指位置标出相应的刻度值1N。接着依次增加钩码的个数,在指针所指位置分别标出相应的刻度值。
(2)【任务二】测试与评价
通过测试,该弹簧的长度和所挂钩码的重力数据如表1,请根据评价量表(如表2).对制作的测力计的量程进行评价,其属于哪一个评价等级并说明理由:   
表 1
弹簧所挂钩码的重力/N 0 1 2 3 4 5   7
弹簧长度/cm 6 8 10 12 14 16 19 24
表2
评价等级 优秀 良好 待改进
量程 大于6N 0-6N 0-3N
(3)【任务三】分析与改良
小组成员又挑选了A、B两个弹簧进行测试,并根据测试所得的拉力 F和弹簧伸长量△x的数据绘出如图乙所示的图像。若要制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选用A、B中哪个弹簧,并说明理由:   。
15.科学学习小组开展了“自制测力计”的项目化学习。
【项目任务】自制测力计并用于测量力的大小;
【项目准备】提供材料如图甲,弹簧和橡皮筋的伸长量与受到拉力的关系如图乙;
【评分量规】在老师的指导下小组同学制定了评价量规,表中为部分评价指标;
评价指标 评价等级
优秀 良好 待改进
调零方式 多种方式调零 只能移动指针调零 不能调零
精确度 达到0.1牛 达到0.2牛 大于0.2牛
(1)【项目制作】
选择材料时,弹簧比皮筋更合适,理由是   ;
(2)自制测力计“调零方式”的评价等级为良好。用该测力计测量水平拉力时,先将测力计   (填“水平”“竖直”或“任意”)放置,使弹簧处于自由状态,再将指针调整到“0”刻度位置,方可进行测量。
(3)【项目评价】
小组同学选用图乙中b 弹簧制作测力计,确定“0”和“2N”刻度后,两者之间分为10等份,该测力计“精确度”的评价等级为   
(4)用自制的测力计进行实测时,挂上0.1N 的物体,发现测力计的指针几乎不动。为使“精确度”的评价等级为优秀,小东认为可选取图乙中a 弹簧来取代b 弹簧来制作测力计,其理由是   。
16.科技小组制作一个简易测力计来测量拉力大小.
【项目背景】科技小组需要精确测量拉力大小,想利用弹簧或橡皮筋的弹力来制作测力计
【项目准备】提供材料如图甲,弹簧和橡皮筋的伸长量与受到拉力的关系如图乙;
【评价标准】在老师的指导下,小组制定了以下评价量规 (部分):
评价指标 评价等级
优秀 良好 待改进
刻度特点 刻度均匀 刻度不均匀 刻度不准确
精确度 达到0.1牛 达到0.2牛 大于0.2牛
(1)【标定与测量】
若采用图乙中b弹簧制作测力计,不挂物体时确定“0”刻度线,挂4个50克的钩码应标记“   牛”刻度,再将两者之间分成10等份。则该测力计的精确度等级为   .
(2)【产品的迭代与优化】
在初步测试后,小组决定制作更大量程测力计,应选用   (请填写a 或者c).
17.为研究橡皮筋是否与弹簧有类似的性质,某兴、趣小组的同学对A、B两根长度相同粗细不同的橡皮筋进行研究,并做成橡皮筋测力计。将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码(图甲所示),记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量△X,根据多组测量数据画出的图线如图乙所示。
(1)当在橡皮筋B上悬挂重力为0.5牛的物体时,橡皮筋B的伸长量为   厘米;
(2)分别用这两根橡皮筋制成测力计,用橡皮筋   ,(选填“A”或“B”)制成的测力计测量的精确程度高;
(3)兴趣小组的同学将A、B橡皮筋如丙图方式连接起来,能够测量力的最大值为   (选填“1”或“1.5”或“2.5”)牛。
18.研习小组开展了“自制测力计”的项目化学习。
【项目任务】自制测力计并用于测量力的大小。
【项目准备】提供的材料如图甲。a、b、c三根弹簧和皮筋的伸长量与受到拉力的关系如图乙。制作的评价量规中部分评价指标,如表所示。
【制作·应用·评价】
(1)选择材料时,弹簧比皮筋更合适,理由是   。
(2)自制测力计“调零方式”指标为良好。用该测力计测量水平拉力时,先将测力计   。(填“水平”“竖直”或“任意”)位置放置,弹簧处于自由状态,指针调整到“0”刻度位置,方可进行测量。
(3)小组同学选用图乙中b弹簧制作测力计,确定“0”和“2牛”刻度后,两者之间分为10等份,制好的弹簧测力计,在精确度上评价等级为   。
(4)评价量规部分指标表
评价指标 评价等级
优秀 良好 待改进
调零方式 多种方式调零 只能移动指针调零 不能调零
精确度 达到0.1牛 达到0.2牛 大于0.2牛
实测时,挂上0.1牛的物体,发现测力计示数几乎不变。为使“精确度”指标表现为优秀,小东认为可选取图乙中a弹簧来取代b弹簧来制作测力计,其理由是。
19.科学学习小组开展了“自制测力计”的项目化学习。
【项目任务】自制测力计并用于测量力的大小。
【项目准备】提供材料如图甲,弹簧和橡皮筋的伸长量与受到拉力的关系如图乙。
【评价量表】在老师的指导下小组同学制定了评价量表,表中为部分评价指标。
评价指标 评价等级
优秀 良好 待改进
调零方式 多种方式调零 只能移动指针调零 不能调零
精确度 达到0.1牛 达到0.2牛 大于0.2牛
(1)【项目制作】选择材料时,弹簧比橡皮筋更合适。理由是一定范围内,弹簧的伸长量与受到的拉力成   关系, 便于标注均匀刻度;
(2)选用图乙中b弹簧制作测力计,确定“0”和“2牛”刻度后,两者之间分为10等份,则该测力计的最小刻度为   牛,小组同学用制好的弹簧测力计称量身边小物件的重力;
(3)【项目评价】实测时,挂上0.1牛的铅粒,发现测力计示数几乎没有变化,为使“精确度”指标表现更优秀,需选取图乙中   弹簧取代b弹簧制作测力计(选填“a”或“c”)。
答案解析部分
1.【答案】不能选择橡皮筋制作,原因是橡皮筋的伸长量与所受拉力不成正比;0.1
【知识点】弹力;力的测量
【解析】【分析】(1)弹簧测力计刻度均匀的原理:在弹性限度内,弹簧的伸长量与拉力成正比,图像为过原点的直线,刻度能均匀划分;而橡皮筋的伸长量和拉力不成正比,图像是曲线,拉力增大时伸长量变化不均匀,制作出的测力计刻度不均匀,因此不能选用橡皮筋。
(2)精确度优秀标准为 0.1N,代表最小一格代表 0.1N;由图乙可知拉力 2N 对应弹簧伸长 5cm,使用铅粒标注刻度时,单颗铅粒重力作为分度值,所以每颗铅粒重量为 0.1N。
【解答】(1)由图乙可知三根弹簧的伸长量与受到拉力成正比例关系,符合弹簧测力计刻度均匀的要求。而从图丙可看出,橡皮筋的伸长量与拉力不成正比,所以为保证自制测力计刻度标注均匀,不能选择橡皮筋制作,原因是橡皮筋的伸长量与所受拉力不成正比。
(2)根据评价指标,要使“精确度”指标达到“优秀”标准,精确度需达到0.1牛,故每颗铅粒的重量应为0.1牛。
2.【答案】(1)正比
(2)0.2
(3)a
【知识点】弹力;力的测量
【解析】【分析】(1)根据乙图中图像的形状分析弹簧的伸长量与受到拉力的变化规律即可;
(2)测力计的分度值=大格表示的拉力÷中间的小格数;
(3) 挂上0.1N的铅粒,发现测力计示数几乎没有变化, 说明弹簧的灵敏度不够,此时可以选择受到相同的拉力时伸长更大的弹簧即可。
【解答】(1)根据乙图可知,在一定的范围内,弹簧的伸长量与受到的拉力变化图像是通过坐标原点的斜线,即二者呈正比,便于标注刻度。
(2)根据题意可知,“0”和“2N”之间分为10等份,则该测力计的分度值为:;
(3) 挂上0.1N的铅粒时测力计示数几乎没有变化,说明b弹簧的灵敏度不足。为了使“精度”指标表现更优秀,应选用更灵敏的弹簧,即伸长量对拉力变化更敏感的弹簧。从图乙可以看出,a弹簧在相同拉力下的伸长量比b弹簧更大,因此更灵敏。
3.【答案】(1)弹簧;弹簧的伸长量与拉力成正比(线性关系),便于均匀刻度,测量更准确;而橡皮筋的伸长量与拉力不成正比(非线性关系),刻度不均匀,误差较大。
(2)0.2
(3)a
【知识点】力的测量
【解析】【分析】(1)根据乙图分析弹簧和橡皮筋在受到拉力作用时的形变特点即可;
(2)最小刻度=一个大格表示的长度÷中间的小格数;
(3)当受到相同的拉力作用时,弹簧的伸长越大,则测量越精确。
【解答】(1) 选择材料时,我认为弹簧更合适,理由是:弹簧的伸长量与拉力成正比(线性关系),便于均匀刻度,测量更准确;而橡皮筋的伸长量与拉力不成正比(非线性关系),刻度不均匀,误差较大。
(2) 根据题意可知,2N分为10等份,每份代表N,故最小刻度为0.2N。
(3) 根据乙图可知, a弹簧在相同拉力下伸长量最大,能分辨更小的力,精确度更高。
4.【答案】(1)弹簧伸长量/ cm
(2)1.5
(3)1.1N
【知识点】弹力;力的测量
【解析】【分析】(1)弹簧的伸长量与其所受拉力成正比;
(2)某种测力计的量程是由弹簧的弹性限度决定的;
(3)通过形变量可以计算出此时所受拉力的大小;
【解答】(1)格中▲处应填写的内容可以通过分析实验数据得出。实验记录了弹簧在不同拉力下的长度变化,而第三行数据与第二行弹簧长度数据之间存在差值关系。例如:拉力0N时,弹簧长度6.5cm,第三行数据为0(6.5 - 6.5 = 0),拉力0.5N时,弹簧长度7.5cm,第三行数据为1(7.5 - 6.5 = 1),拉力1.0N时,弹簧长度8.5cm,第三行数据为2(8.5 - 6.5 = 2),由此可见,第三行数据表示的是弹簧的伸长量/cm(即当前长度减去原始长度6.5cm);
(2)弹簧测力计的量程是指弹簧在弹性限度内能测量的最大拉力。观察数据: 拉力从0N到1.5N时,弹簧伸长量与拉力成正比(每增加0.5N,伸长1cm,符合胡克定律), 拉力2.0N时,伸长量为4.5cm(理论值应为4cm,实际偏离线性关系),拉力3.0N和4.0N时,伸长量显著增大(7.7cm和11.5cm),说明弹簧已超过弹性限度,因此,弹簧的弹性限度在1.5N以内,量程应取弹性限度内的最大值;
(3)当弹簧长度为8.7cm时,此时弹簧的伸长量2.2cm,由表格可知,每伸长1cm所需的力的大小为0.5N,故弹簧所受的拉力为1.1N;
故答案为:(1)弹簧伸长量/ cm;
(2)1.5;
(3)1.1N.
5.【答案】(1)弹簧;在一定范围内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比,刻度更均匀,便于标注刻度
(2)0.2
(3)换成a弹簧后,同样量程可以划分出更多格数获得更小分度值,可以达到0.1牛的精确度,符合优秀等级,精确度更高
【知识点】实验方案设计与评价;弹力;力的测量
【解析】【分析】(1)在一定范围内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比;
(2)根据测力计两端的刻度值,除以份数可得测力计的最小刻度值;
(3)为了提高测力计的精准程度,应选择受力时伸长更明显的弹簧来制作。
【解答】(1)根据图乙中伸长量与拉力的关系可知,在弹性范围内,弹簧的伸长量和所受拉力成正比例关系,制作测力计后刻度均匀,便于准确标注刻度;而橡皮筋的伸长量和拉力不成正比,刻度不均匀,因此弹簧更适合制作测力计,故答案为:弹簧; 在一定范围内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比,刻度更均匀,便于标注刻度。
(2)由题知,图乙中b弹簧制作测力计,在0和2N之间分10等分,则该测力计最小刻度为,故答案为:0.2;
(3)观察图乙可知,当受到的拉力大小相同时,a弹簧的伸长量大于b弹簧的伸长量,若制作相同量程的测力计,a弹簧制成的测力计相邻刻度的间距更大,可以划分出更小分度值的刻度,更加精确,故答案为:换成a弹簧后,同样量程可以划分出更多格数获得更小分度值,可以达到0.1牛的精确度,符合优秀等级,精确度更高。
6.【答案】(1)弹簧;在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受的拉力成正比
(2)水平
(3)良好
(4)在受力2N内,受力大小一定时 ,a的变化量较大,制成的测力计的分度值小,测量精度高
【知识点】力的测量
【解析】【解析】(1)根据图片乙和丙,分析弹簧和橡皮筋的伸长量随拉力增大的变化规律即可;
(2)弹簧测力计要在拉力的方向上进行调零,比较自身重力对弹簧长度的影响;
(3)计算出此时测力计的分度值,然后与表格数据对照即可;
(4)当受到相同的拉力作用时,弹簧的伸长越大,则测量越准确。
【解答】(1) 从图乙和丙可以看出,弹簧(a、b、c)的伸长量与拉力呈线性关系,而皮筋的伸长量与拉力关系是非线性的(图丙),不易准确测量力的大小。因此选择弹簧更合适,其原理是弹簧的伸长量与拉力成正比,便于均匀刻度。
(2) 测量水平拉力时,测力计应水平放置,使弹簧自然伸展,避免重力影响,然后再调零。若竖直或任意放置,弹簧可能因重力作用发生形变,导致测量不准。
(3) 2N的刻度分为10等份,每份对应0.2N,因此精确度为0.2N。根据评价量规,精确度达到0.2N为“良好”等级。
(4) 图乙中a弹簧的斜率(弹性系数)比b弹簧小,说明相同拉力下a弹簧伸长量更大,对微小力(如0.1N)的响应更明显。因此改用a弹簧可以提高测力计的灵敏度,使精确度达到0.1N,满足“优秀”等级要求。
7.【答案】(1)a
(2)橡皮筋的伸长量与拉力不成正比
【知识点】力的测量
【解析】【分析】(1)根据测力计两端的刻度值,除以份数,可得测力计的最小刻度值;
( 2)为了提高测力计的精确程度,应选择受力时伸长更明显的弹簧来制作。
【解答】 (1)图乙可知弹性限度内相同拉力,a的伸长量大,可以提高精度;
(2)图丙图像不成正比例,橡皮筋不适合制作测力计。
故答案为:(1)a;(2)橡皮筋的伸长量与拉力不成正比。
8.【答案】(1)1.5
(2)0.2
(3)1.5
【知识点】力的测量
【解析】【分析】(1)弹簧测力计的工作原理为弹簧的伸长与受到的拉力成正比,据此根据表格数据判断即可;
(2)根据表格数据确定拉力和弹簧伸长的关系,据此推算0.1N时弹簧的伸长量即可;
(3)根据表格数据确定拉力和弹簧伸长的关系,据此推算0.75N时弹簧的伸长量即可。
【解答】 (1)根据表格数据可知,当拉力为0时,弹簧原长为6.5cm,拉力在0~1.5N以内,拉力每增大0.5N,弹簧伸长1cm,即弹簧伸长量与拉力成正比,故弹簧测力计的最大称量是1.5N;
(2)综上所述,在0~1.5N内弹簧受到的拉力每增加0.5N弹簧伸长1cm,
若该弹簧测力计的最小刻度为0.1N,则相邻刻度线之间的距离为;
(3)综上所述,在0~1.5N内弹簧受到的拉力每增加0.5N弹簧伸长1cm,则此时弹簧的伸长量。
9.【答案】(1)4.5;1.2
(2)水平;2.8
(3)a
【知识点】弹力;力的测量
【解析】【分析】 弹性范围内,弹簧测力计的伸长量与外力成正比,测量仪器使用前需要调零,分度值越小数据越精确。
【解答】 (1)①在弹性范围内,弹簧测力计的伸长量与外力成正比,当外力为零时,弹簧的长度是原长,所以填4.5cm;
②由表中数据可知,当拉力为1.0N时,弹簧的总长度为5.7cm,则此时弹簧的伸长量为5.7cm-4.5cm=1.2cm;
(2)弹簧测力计在使用过程前需要校零,由于是水平情况下拉动弹簧,所以要在水平位置校零。
实验中观察弹簧测力计,分度值为0.2N,所以读数2.8N。
(3)对于不同的弹簧测力计,弹簧的伸长量还与弹簧的材质有关,a、b、c是三种材质不同的弹簧,在外力相同时,伸长量不同,选伸长量较大的弹簧,分度值可以很小,测量就更准确。所以选:a。
故答案为:(1)4.5;1.2cm;(2)水平;2.8;(3)a。
10.【答案】(1)橡皮筋被拉长时直径变小,橡皮筋的伸长量与受到的拉力不成正比(合理均可)
(2)偏大
(3)换成弹性限度更大、伸长量更大的材料(合理均可)
【知识点】弹力;力的测量
【解析】【分析】(1)橡皮筋横截面积发生改变,受到相同的力伸长量不同,伸长量与拉力不成正比。
(2)由图可知,拉力变小后橡皮筋的长度比之前长,导致测量所得的后面的拉力的值偏大。
(3)根据表中评价标准提出建议,即要在拉力一定时,增长伸长量,可以使用弹性系数更大的材料进行实验。
【解答】(1)刻度不均匀,是因为橡皮筋的形变量与拉力不成正比,橡皮筋在拉力作用下逐渐变细,形变不均匀。
(2)两条曲线不重合,说明橡皮筋发生塑性形变,不能恢复,且长度变长,,可知测得的F2 偏大。
(3)由表中信息可知,要达到优秀,即增大刻度线之间的距离,可以换用弹性限度更大、伸长量更大的材料进行实验,在拉力一定时,形变量更大,精确度更高。
11.【答案】(1)弹簧测力计示数为物体拉弹簧的力F1,而物体拉弹簧的力F1与弹簧拉物体的力F2是一对相互作用力,故F1=F2,因物体静止,所以弹簧拉物体的力F2与物体重力G是一对平衡力,故F2=G,因此F1=G;
(2)弹簧的伸长量与拉力成正比;
(3)a
(4)弹簧长度长,且弹簧圈直径大的弹簧。
【知识点】弹力;力的测量
【解析】【分析】(1)弹簧拉物体的力与物体拉弹簧的力是相互作用力,物体重力与弹簧拉物体的力是平衡力,利用相互作用力和平衡力的特点分析弹簧测力计示数等于物体重力的原因;
(2)弹簧测力计的工作原理:在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比;
(3)受力相同时,形变程度越大,刻度之间距离越大,精度越高;
(4)分析表中数据,找出影响精度的因素,进行优选。
【解答】 (1)弹簧测力计示数为物体拉弹簧的力F1,而物体拉弹簧的力F1与弹簧拉物体的力F2是一对相互作用力,故F1=F2,因物体静止,所以弹簧拉物体的力F2与物体重力G是一对平衡力,故F2=G,因此F1=G;
(2)根据弹簧测力计工作原理,可知需要在弹性限度内,且伸长量与拉力成正比,在分析乙图可知,在弹性限度内,弹簧的伸长量与拉力成正比,而橡皮筋的伸长量与拉力并不成正比;
(3)分析乙图中弹簧的伸长量与拉力图像时,可以发现当拉力相同时,a的伸长量最大,因此a弹簧两个刻度之间距离最长,故a的精确度最高;
(4)分析表格中前三次实验,弹簧圈直径相同时,弹簧长度越长,其受相同拉拉力时,形变量越大,故应挑选弹簧长度较长的能提高精确度,
分析表格中1.4.5三次实验,弹簧长度相同时,弹簧圈直径越大,其受相同拉力时,形变量越大,故应挑选弹簧圈直径较大的能提高精确度,综上所诉,挑选优选弹簧应选择弹簧长度长,且弹簧圈直径大的弹簧,可以提高精确度。
12.【答案】(1)橡皮筋;橡皮筋的伸长量与拉力不成正比(或刻度不均匀)。
(2)0.1
【知识点】弹力;工程的测试与改进
【解析】【分析】(1)在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比;
( 2)为了提高测力计的精确程度,应选择受力时伸长更明显的弹簧来制作。
【解答】(1)题目要求选择不能保证刻度均匀的材料。根据图乙和图丙的信息:弹簧(图乙)的伸长量与拉力呈线性关系(即刻度均匀)。橡皮筋(图丙)的伸长量与拉力呈非线性关系(即刻度不均匀)。因此,为了保证刻度均匀,不能选择橡皮筋,因为橡皮筋的伸长量与拉力不成正比,刻度不均匀。
(2)题目要求“精确度”达到“优秀”标准(即精度为0.1牛)。为了使测力计的刻度能精确到0.1牛,每颗铅粒的重量应为0.1牛,这样可以通过增减铅粒的数量实现0.1牛的精确测量。
故答案为:(1)橡皮筋;橡皮筋的伸长量与拉力不成正比(或刻度不均匀);(2)0.1。
13.【答案】(1)弹簧;在一定限度内,弹簧的伸长量与所受的拉力成正比,便于标注均匀刻度
(2)0.2
(3)a弹簧收到相同的力伸的更长,精确度高
【知识点】力的测量
【解析】【分析】(1)弹簧测力计的工作原理:在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比,利用这一特性可以标注均匀刻度,便于测量;而橡皮筋的伸长量与拉力不成正比,不利于制作刻度均匀的测力计。
(2)最小刻度的计算:最小刻度等于测量范围的差值除以等分数,用于确定测力计的精确程度。
(3)精确度的影响因素:在相同拉力下,弹簧伸长量越长,刻度间隔越大,测量时的精确度越高。【解答】(1)选择弹簧更合适。因为在一定限度内,弹簧的伸长量与所受的拉力成正比,根据这一规律可以标注均匀的刻度,方便准确测量力的大小;而橡皮筋的伸长量与拉力不成正比,无法标注均匀刻度,所以弹簧更适合制作测力计。
(2)该测力计的测量范围差值是2N - 0N = 2N,等分数是 10 份,根据,可得最小刻度为。
(3)选用 a 弹簧取代 b 弹簧制作测力计,因为在受到相同的拉力时,a 弹簧的伸长量更长,这样刻度之间的间隔会更大,测量时能够更精确地区分力的大小,所以精确度更高。
14.【答案】(1)将弹簧自然下垂,指针静止时的位置标为零刻度
(2)良好,因为该测力计的量程为 0-5N,在 0-6N 范围内;
(3)选用 A 弹簧,因为相同拉力下 A 弹簧的伸长量更大,精确度更高。
【知识点】弹力;力的测量
【解析】【分析】(1)弹簧测力计的零刻度是指弹簧不受力时指针的位置,所以标定零刻度的方法是让弹簧自然下垂,指针静止时的位置即为零刻度线。
(2)弹簧测力计的量程是指它能测量的最大力的大小,判断量程需看弹簧在弹性限度内所能承受的最大拉力。
(3)弹簧测力计的精确度与弹簧的伸长量有关,在相同拉力下,伸长量越大的弹簧,刻度越稀疏,精确度越高。
【解答】(1)标定零刻度的方法:将弹簧自然下垂,此时指针所指的位置即为零刻度线。因为此时弹簧不受拉力,指针的位置就是测量的起始点。
(2)首先分析表 1 数据,当钩码重力为 5N 时,弹簧长度为 16cm,重力为 7N 时,弹簧长度为 24cm,说明在 5N 以内弹簧的伸长与拉力成正比,超过 5N 后可能超出弹性限度。所以该测力计的量程是 0-5N,根据表 2 评价等级,属于良好,因为其量程在 0-6N 范围内。
(3)要制作精确度较高的弹簧测力计,应选用 A 弹簧。因为从图乙可知,在相同拉力下,A 弹簧的伸长量比 B 弹簧大,这意味着 A 弹簧的刻度会更稀疏,测量时能更精确地反映拉力的变化,所以 A 弹簧的精确度更高。
15.【答案】(1)弹簧的伸长量与受到的拉力成正比,而橡皮筋的伸长量与拉力不成正比
(2)水平
(3)良好
(4)a弹簧在相同拉力下伸长量更大,灵敏度更高,能测量更小的力
【知识点】弹力;力的测量
【解析】【分析】(1)弹簧形变量与拉力成正比,测量更准确。
(2)测哪个方向的拉力,就将测力计在哪个方向调零。
(3)根据题中所给数据计算分度值,结合表中数据确定评价等级。
(4)结合图像可知,拉力一定时,a弹簧的伸长量最大,可知精确度更高。
【解答】(1)根据图乙,弹簧(a、b)的伸长量与拉力呈线性关系(正比),而橡皮筋(c)的伸长量与拉力不成正比。测力计需要刻度均匀,因此弹簧更合适。
(2)题目要求测量水平拉力,因此测力计需水平放置,使弹簧仅受水平拉力影响,避免重力干扰。竖直放置会导致弹簧受重力影响,影响测量结果。
(3)2N刻度分为10等份,每份为0.2N(2N ÷ 10 = 0.2N)。 根据评分量规,精确度达到0.2N为“良好”。
(4)图乙中,a弹簧比b弹簧更“软”(相同拉力下伸长量更大),因此对微小力的响应更明显。挂0.1N物体时,b弹簧几乎无变化,说明其灵敏度不足;改用a弹簧可提升精确度至0.1N,达到“优秀”等级。
16.【答案】(1)2;良好
(2)C
【知识点】弹力;力的测量;重力的大小
【解析】【分析】(1)根据G=mg计算钩码的重力,即为对应的刻度。
(2)根据图像进行分析,图像从直线变为曲线的转折点对应的拉力即为该弹簧的最大测量值。
【解答】(1)4个50克的钩码的重力为,可知标记为“2N”刻度。
分度值,由评价标准可知,等级为良好。
(2)根据图像乙可知,c在拉力更大时,拉力与伸长量不成正比,可知C的最大测量值最大。
17.【答案】(1)5
(2)5
(3)1
【知识点】弹力;力的测量
【解析】【分析】(1)图像的读取:通过分析图乙中橡皮筋 B 的 F - Δx 图像,找到拉力为 0.5 牛时对应的伸长量。
(2)测力计精确程度的判断:在相同拉力下,伸长量越大的橡皮筋,制成的测力计刻度越稀疏,测量精确程度越高。
(3)串联橡皮筋的最大测量力:串联时,最大测量力由能承受拉力较小的橡皮筋决定。
【解答】(1)由图乙可知,橡皮筋 B 的 F - Δx 图像中,当 F = 0.5N 时,对应的伸长量为5厘米。(2)在相同拉力下,橡皮筋 A 的伸长量更大,刻度更稀疏,测量精确程度更高,故用橡皮筋A制成的测力计测量的精确程度高。
(3)A 橡皮筋的最大拉力为 1N,B 橡皮筋的最大拉力为 1.5N,串联时最大测量力由 A 决定,故能够测量力的最大值为1牛。
18.【答案】(1)由图乙可知一定范围内,弹簧的伸长量与所受的拉力成正比,便于标注均匀刻度
(2)水平
(3)良好
(4)受力相同时,a弹簧的伸长量更大
【知识点】弹力;重力及其方向;重力的大小
【解析】【分析】在弹性限度内,弹簧测力计的弹力与其形变量成正比。
【解答】解:(1)弹簧比皮筋更合适,因为伸长量与受力为线性关系,便于标注均匀刻度;
(2)测量水平拉力时,先将测力计水平调零,以便消除自身重力影响;
(3)根据表中信息,分度值达到0.2N,评价等级为良好;
(4)为使“精确度”指标表现为优秀,需要选择受相同的力,伸长量更为明显的弹簧。
故答案为:(1)由图乙可知一定范围内,弹簧的伸长量与所受的拉力成正比,便于标注均匀刻度;(2)水平;(3)良好;(4)受力相同时,a弹簧的伸长量更大。
19.【答案】(1)正比
(2)0.2
(3)a
【知识点】力的测量
【解析】【分析】(1)根据弹簧的伸长量与受到拉力的数量关系解答;
(2)最小刻度值=力的大小÷中间的小格数;
(3)当受到相同的拉力作用时,弹簧的伸长量越大,则测量越精确。
【解答】(1)【项目制作】选择材料时,弹簧比橡皮筋更合适。理由是一定范围内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比关系, 便于标注均匀刻度;
(2)该测力计的最小刻度值为:;
(3)根据乙图可知,当受到相同的拉力作用时,弹簧a的伸长量最大,因此选取图乙中的a弹簧取代b弹簧制作测力计。
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