17.為了研究受到拉力時彈簧長度的增加量與哪些因素的關系,小華同學選用了用相同材料和粗細的金屬絲制成的彈簧A、B、C、D和測力計進行實驗.已知彈簧A、C的彈簧圈直徑相等,彈簧B、D的彈簧圈直徑也相等,且A、C的彈簧圈直徑小于B、D的彈簧圈直徑;A、B原來的長度均為L
O,C、D原來的長度均為L
O′,且L
O<L
O′.他將彈簧A、B、C、D的左端固定,并分別用水平向右的力通過測力計拉伸彈簧,它們的長度各目增加了△L
1、△L
2、△L
3和△L
4,如圖1-(a)、(b)、(c)、(d)所示.請仔細觀察實驗現象,歸納得出初步結論.
(1)分析比較 (a)、(b)或(c)、(d)中的測力計示數、彈簧長度的增加量以及相關條件.可得:當外力、金屬絲的材料和粗細、原長相同時,彈簧圈直徑越大,彈簧長度的增加量越大.
(2)分析比較(a)、(c)或(b)、(d)中的測力計示數.彈簧長度的增加量以及相關條件,可得:當外力、金屬絲的材料和粗細、彈簧圈直徑相同時,原長越大,彈簧長度的增加量越大.
(3)若研究A彈簧的長度與外力的關系時記錄了相應的數據,如下表:
鉤碼總重/N | 0 | 2.0 | 4.0 | 6.0 | 8.0 | 10.0 | 12.0 | 14.0 |
指針位置/cm | 2.5 | 3.0 | 3.5 | 4.0 | 4.5 | 5.0 | 5.3 | 5.5 |
則根據實驗數據所作的“彈簧長度與外力的變化關系”圖象應該是下面B圖(填序號)所示的圖象.
(4)若將以上C、D兩個彈簧均改造成彈簧測力計,且兩測力計的外殼和刻度分布均相同,則用彈簧D制成的測力計精確度更高.
(5)小華同學繼續(xù)把制作好的彈簧測力計改造成為“密度秤”.他在不改變原來彈簧測力計刻度分布的情況下,先將塑料杯掛在彈簧測力計上,再將塑料小桶中分別裝滿已知密度的五種不同液體后,用彈簧測力計稱它們的物重,數據如表:
液體濃度ρ(g•cm-3) | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.3 | 1.7 |
彈簧測力計的示數F/N | 2.4 | 2.8 | 3.2 | 3.4 | 4.2 |
①分析此表,小華同學發(fā)現液體的密度與彈簧測力計示數之間有一定的規(guī)律,圖甲中能正確反映這一規(guī)律的圖象是B
②小華改造的密度秤的分度值是0.1g/cm
3,如圖乙所示,指針指在密度秤圖示位置時,待測液體的密度為2.1g/cm
3③小華經過分析發(fā)現:自己制作的密度秤的“0刻度線”與彈簧測力計的“0刻度線”不重合,使用起來顯得很不方便.他經過思考,對自己的改造過程進行了修正,成功地使兩個“0刻度線”重合在了一起,小華的修正做法是:將塑料桶掛在秤鉤上后,先將指針對齊彈簧測力計的0刻度線,然后再進行測量后標注密度的刻度值.
④小華在修正后的密度秤的塑料桶中重新裝滿密度為0.8g/cm
3的液體,此時對于彈簧測力計的示數應為1.6N.