Question

為了研究受到拉力時彈簧長度的增加量與彈簧自身因素的關系，小華同學選用彈簧A、B、C、D和測力計進行實驗．已知彈簧A、C由同種金屬絲繞制而成．彈簧B、D由另一種金屬絲繞制而成．A、B原來的長度均為L．C、D原來的長度均為L′，且A、B、C、D的橫截面均相同；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△L₁、△L₂、△L₃和△L₄，如圖（a）、（b）、（c）、（d）所示．請仔細觀察實驗現象，歸納得出初步結論．

①分析比較圖（a）和（b）或（c）和（d）中的測力計示數、彈簧長度的增加量以及相關條件．可得：    ．
②分析比較6（a）和（c）或（b）和（d）中的測力計示數．彈簧長度的增加量以及相關條件，可得：    ．

Answer 1

【答案】分析：本題考查利用控制變量的思想設計、分析實驗，被研究問題是彈簧受的拉力，影響因素是彈簧的材料、原來長度、橫截面積、拉力．
解答：解：（1）（a）和（b）它們的原長都是L，即原長相同，它們的橫截面積也相同，測力計讀數都是6N，即兩彈簧受的拉力相同，兩次實驗用的彈簧A、B是用不種金屬絲制成的，即材料不同，這樣控制了彈簧原長、材料橫截面積、所受拉力這三個因素相同，材料這一因素不同，我們看到△L₂大于△L₁，即彈簧伸長的長度不同；
（2）（a）和（c）兩次實驗用的彈簧A、C用同種金屬絲制成，即所用的材料是相同的，它們的橫截面積也相同，測力計讀數都是6N，即兩彈簧受的拉力相同，兩根彈簧的原長是分別是L和L′，即原長不同，這樣控制不變的因素是材料、橫截面積、拉力，變化的因素是原長，我們看到△L₃大于△L₁，即彈簧伸長的長度不同；
故答案為：①不同材料制成的彈簧，原長與橫截面積相同，在同樣大小外力作用下，伸長的長度不同；
②材料橫截面積相同的彈簧，原長不同在同樣大小外力作用下，伸長長度不同．
點評：本題不要受已有知識點干擾：彈簧測力計的原理是在彈性限度內，彈簧伸長的長度與所受拉力成正比．
這里考查的控制變量法的思想，通過題意找出被研問題，影響該問題的因素，在設計實驗、描述結述時，要注意說清控制什么因素一定的思想，這是控制變量法的關鍵所在．