专题03弹力与重力相关实验训练(原卷版+解析)

专题03弹力与重力相关实验训练（原卷版）实验解读实验解读1、探究弹簧测力计原理的实验（1）实验方法：控制变量法、转换法；（2）实验结论：弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比。2、探究重力大小跟什么因素有关的实验（1）测量工具：弹簧测力计和天平；（2）实验方法：用弹簧测力计测出不同质量的钩码所受的重力；（3）结论：物体所受重力与质量成正比；（4）g的大小与纬度有关，越靠近赤道g越小，越靠近两极g越大。典例分析＋变式训练题型1探究弹簧测力计原理的实验【典例1-1】某实验小组的同学对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Δx，根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。（1）当在A根橡皮筋上悬挂重力为6N的物体时，橡皮筋A的伸长量为cm；（2）分别用这两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧秤，则用橡皮筋制成的测力计测量的精确程度高（均选填“A”或“B”）；（3）根据图象信息可知，若将两根A或两根B橡皮筋分别串联使用起来代替弹簧测力计，则能够测量力的最大值为N。【典例1-2】如题图所示，为制作弹簧测力计，某实验小组对弹簧的伸长与拉力的关系作了探究。下表是他们利用甲、乙两根不同的弹簧做实验时所记录的数据。表一甲弹簧受到的拉力/N012456甲弹簧的长度/cm6.09.012.018.021.024.0表二乙弹簧受到的拉力/N012456乙弹簧的长度/cm67.59.012.013.515.0（1）分析表一和表二的数据可知：①当在甲、乙两根弹簧上分别悬挂重为4N的物体时，甲弹簧的伸长量为cm，乙弹簧的伸长量为cm。②在一定条件下，弹簧伸长的长度与它所受的拉力成。③在拉力相同的情况下，甲弹簧伸长的长度（选填“大于”“等于”或“小于”）乙弹簧伸长的长度。（2）用甲、乙两根弹簧分别制成A、B两把弹簧测力计，如图所示，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。【变式1-1】某同学在实验室利用如图所示装置探究弹簧的长度跟所挂钩码重力的关系，实验数据记录如下表，以下分析正确的是（）钩码重力（N）00.51.01.52.02.53.04.0指针位置（cm）2.003.004.005.006.007.007.507.50A．弹簧的伸长与钩码重力成正比关系 B．弹簧的长度与钩码重力一定是一次函数关系 C．此实验中使弹簧发生形变的力是钩码的重力 D．当钩码重力为3.5N时，此弹簧已发生塑性形变【变式1-2】在学习了弹力及弹簧测力计的相关知识后，小红同学发现，弹簧测力计的刻度是均匀的，由此她想探究“弹簧的伸长与所受拉力的关系”，于是她采用了图一的装置进行了探究。（1）要完成实验，除了需要如图一所示的铁架台，一根两头带钩的弹簧，若干相同的钩码（已知每个钩码重0.5N）以外，还需要的测量仪器是。（2）通过实验，小红同学收集了弹簧受到大小不同的拉力F以及所对应的弹簧长度L，并在坐标纸上绘制了图二的图象。分析图象可知：该弹簧的原长L0为cm，当弹簧受到2N的拉力时，弹簧伸长量ΔL为cm；若用该弹簧制作一支弹簧测力计，其量程是N。题型2探究重力大小跟什么因素有关的实验【典例2-1】在探究“重力的大小跟什么因素有关系”的实验中，按照图甲所示，把钩码逐个挂在弹簧测力计上，分别测出它们受到的重力，并记录在下面的表格中：质量m/g100200300400500重力G/N（1）把表格中的空格填写完整；（2）图甲中弹簧测力计的示数为N；（3）根据表格中的实验数据，在图乙中画出重力与质量的关系图象；（4）由此可知物体所受的重力跟质量成。公式：。【典例2-2】在探究“重力的大小跟什么因素有关”实验中，得到如表数据：m/kg0.10.20.30.40.50.6G/N0.981.962.943.924.905.88（1）本实验中用到的测量器材有：和天平。（2）测量物体重力时，应将物体挂在弹簧测力计下并让它处于状态，而且发现细线被竖直拉直，这说明重力的方向是的。（3）分析表中实验数据，可得出的结论是：物体重力的大小跟它的质量成。物体的重力G与其质量m的比值g大小为N/kg。（4）如图四个图像中，关于物体重力的大小与其质量的关系，正确的是。【变式2-1】用质量已知的钩码探究重力与质量的关系，获得实验数据表格如下。以下说法正确的是（）质量m/g100200300400重力G/N1234A．同一位置，物体的重力与质量的比值相同 B．物体所受重力与质量的关系可以用图线b表示 C．表格中重力与质量的比值是100N/g D．此实验中的物体只能用钩码【变式2-2】在探究“重力的大小跟什么因素有关系”的实验中，按照图甲所示方法，把钩码逐个挂在弹簧测力计上，分别测出它们受到的重力，并记录在下面的表格中。钩码数（个）质量m/kg物重G/N物重跟质量的比值g/（N•kg﹣1）10.050.51020.101.01030.151.51040.202.01050.252.51060.303.010（1）把钩码挂在弹簧测力计上，钩码静止时，弹簧测力计的示数等于钩码受到的重力的大小，图中弹簧测力计的示数为N；（2）根据实验测出的数据，在平面直角坐标系中（图乙），作出物重G随质量m变化的关系图象。（3）根据图象，可以得出结论：物体受到的重力跟它的质量成。能力提升训练一、选择题。1．（2021春•碑林区校级期中）某实验小组的同学对A、B两根橡皮筋进行探究，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和橡皮筋伸长量，根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。下列说法正确的是（）A．分别用这两根橡皮筋制成的测力计，橡皮筋B制成的测力计测量的精确度高 B．将本实验中两根橡皮筋并列起来一起用，能够测的力最大值为25N C．将本实验中两根橡皮筋串接起来一起用，能够测的力最大值为10N D．当在两根橡皮筋上都悬挂重力为8N的物体时，橡皮筋A的伸长量为8cm2．（2022•武昌区模拟）如图所示，某同学利用弹簧测力计测量若干个质量已知的钩码的重力，探究重力的大小跟质量的关系，下列说法正确的是（）A．弹簧测力计的分度值是0.01N B．实验得出的结论是：物体的质量跟受到的重力成正比 C．手对弹簧测力计的拉力和钩码对弹簧测力计的拉力是一对平衡力 D．弹簧测力计对手的拉力大于弹簧测力计对钩码的拉力二、填空题。3．（2022秋•丰台区校级期中）小华用弹簧测力计研究弹簧的伸长量与拉力的关系，测力计量程为0～5N。小华先用刻度尺测出弹簧测力计中弹簧的长度，然后将钩码逐个加挂在弹簧测力计下，如图所示，分别读出弹簧测力计的示数，用刻度尺分别测出每次弹簧的长度，实验数据记录如下。小华发现弹簧的伸长量和拉力存在着一定的规律，若测力计下挂4N的物体，弹簧的伸长量为cm，所依据的规律是。拉力/N00.511.522.53弹簧长度/cm3.85.87.89.811.813.815.8弹簧伸长量/cm4．（2022春•碧江区校级期中）为了探究物体所受重力与质量的关系，某实验小组进行了实验.（1）钩码所受重力的大小用进行测量，测量时钩码必须处于状态。（2）他们将测出的数据记录在如下表格中并进行了处理，通过分析发现有一次测量数据存在问题这个数据是；重新测量并进一步分析数据，得出的结论是：。次数m（g）G（N）G/m（N/kg）1100110220021033001.554400410三、实验探究题。5．（2022春•宿迁期中）为研究弹簧的性质，小明所在的物理兴趣小组在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码（如图甲所示），同时记录弹簧长度L和钩码质量m，所得数据记录在表一中，实验过程中，弹簧形变始终在弹性限度内，不计弹簧所受的重力（g＝10N/kg）。表一实验次数123456钩码质量m/g0306090120150弹簧的长度L/cm6.07.28.49.610.812.0表二实验次数123456弹力F/N00.3a0.91.21.5弹簧伸长的长度Δx/cm01.22.43.6b6.0（1）请根据表一中的数据，将表二填写完整，a处的数据为，b处数据为。（2）本实验结论是：在弹簧的弹性限度内，（选填“弹簧长度”或“弹簧的伸长量”）与弹簧所受的拉力成正比。（3）小明按照上面的方法对两根长度相同、粗细不同的弹簧进行研究，绘制了弹簧受到的拉力F和弹簧的长度L的关系图如图乙所示，分别用这两根弹簧制成了弹簧测力计，则用弹簧（选填“A”或“B”）制成的测力计测的精确程度高；用弹簧（选填“A”或“B”）制成的测力计量程更大。6．（2022春•坡头区校级月考）小刚在探究“弹簧的伸长量与受到的拉力之间的关系”，请根据表格信息回答相关问题：拉力/N01234567弹簧长度/cm10.012.014.016.018.020.021.021.5（1）器材：弹簧、1N的钩码若干、。（2）实验过程：将弹簧的一端固定在一块竖直放置的木板顶端，让弹簧能够自由地伸缩，然后用1N、2N、3N……7N的力去拉弹簧，并把每一个拉力作用下弹簧底端所对的位置做上记号，再测出弹簧的长度，记录的数据如表。请你帮小刚分析以上数据并回答：①分析实验数据可知，弹簧的原长是。②分析实验数据可得到结论：。③如果把这条弹簧改装成弹簧测力计，则制成后的测力计的量程是。7．（2022春•藁城区校级月考）小李在课外探究弹簧的长度跟外力的变化关系时，利用如图实验装置记录了相应的实验数据如下表所示：（弹簧自身重力可忽略）（取g＝10N/kg）钩码质量/g050100150指针位置/cm2345钩码质量/g200250300400指针位置/cm6788（1）这项研究在实际中的应用是。（2）分析实验数据，你可得到结论：。（3）该弹簧原长是2cm，若用该弹簧制作一只弹簧测力计，其量程为N。（4）小李作出了如图所示的三个图象，其中正确的是。8．（2022•苏州模拟）在“制作橡皮筋测力计”的活动中，同学们发现：在一定的范围内，橡皮筋受到的拉力越大，橡皮筋的长度越长。根据这一现象，小明和小丽提出如下猜想。究竟谁的猜想正确呢？他们决定一起通过实验来验证自己的猜想。小明：橡皮筋伸长的长度可能跟它受到的拉力成正比。小丽：橡皮筋的长度可能跟它受到的拉力成正比。橡皮筋伸长的长度一般用符号ΔL表示，它等于挂上钩码后皮筋的长度L与皮筋没有挂钩码时的长度L。之差，即ΔL＝L﹣L。（1）要完成实验，除了需要一根橡皮筋、若干个相同的钩码（质量已知）、铁架台和细线外，还需要的器材是；（2）小明和小丽的实验记录数据如表：1拉力（钩码总重）F/N00.51.01.52.02.52橡皮筋的总长度L/cm4.55.15.76.36.97.53橡皮筋伸长的长度ΔL/cm00.61.22.43.0①没有挂钩码时，橡皮筋的长度L0＝cm；②请将表格中第3行的数据补充完整；③要判断小丽的猜想是否正确，应对表格中的组数据进行分析比较；④分析表格中的数据，你认为实验能初步验证的猜想是正确的。9．（2022秋•罗庄区期末）小明在学习重力知识时，分别探究“重力的方向”和“重力的大小跟质量的关系”。（1）如图是探究重力方向的实验装置，物体A通过细绳悬挂在支架O处，将该装置放在水平桌面上，缓慢改变木板M与桌面的夹角α，会观察到悬线OA的方向（选填“变化”或“不变”），由以上实验现象分析得出：重力的方向总是。（2）小明用弹簧测力计和若干个钩码做探究“重力的大小跟质量的关系”实验：①测量前，将弹簧测力计在（选填“水平”或“竖直”）方向调零：②小明将实验数据记录在表格中。表格中第一行各物理量漏写了；分析实验数据得出结论：。（语言叙述）实验次数钩码质量m重力G重力与质量的比值10.10.989.820.21.969.830.32.949.8③以下能正确描述物体所受的重力G与质量m关系的图象是。10．（2022秋•厦门期末）某兴趣小组在探究“影响物体重力大小的因素”和“判断重力方向”的实验中，进行了如下的实验探究。（1）在探究物体所受重力大小与物体质量关系时，实验记录如表：①在探究过程中，需要的测量工具有、。②分析表中实验数据，得出的结论是：。③分析表中实验数据，图甲中能正确描述物体所受的重力大小G与质量m关系的图像是（选填字母符号）。被测物体质量m（kg）重力G（N）（N/kg）物体10.10.989.8物体20.21.969.8物体30.32.949.8（2）该组同学在探究重力方向时，实验装置如图乙所示，操作如下：①将该装置放在水平桌面上后，逐渐改变木板M与桌面的夹角α，会观察到悬线OA的方向不变，剪断悬线OA，小球（选填“竖直”或“垂直于木板M”）下落。②从以上实验现象分析得到：重力的方向总是。11．（2022秋•泗水县期末）甲、乙两位同学做“探究物体所受重力的大小与质量的关系”实验。（1）如图所示，甲同学用弹簧测力计测量钩码所受重力大小，读数时他让钩码保持状态。他分别测出1个、2个、3个钩码的重力大小后，根据实验数据得出结论：物体所受重力的大小与它的质量成。（2）本实验需要多次测量，其目的与以下实验中多次测量目的相同的是：（选填字母）A．探究质量和体积的关系B．用刻度尺测量物理课本的长度（3）乙同学取了质量不同的苹果、小木块、小铁球各一个，并分别测出它们的质量和重力，来探究物体所受重力大小与质量的关系，你认为乙同学的做法。A．不合理，因为他没有用同种物质的物体做实验B．不合理，因为他没有使物体的质量成整数倍变化C．合理，因为他同样可以得到物体所受重力大小与质量的关系D．合理，因为他的操作比甲同学更简便12．（2022•南京模拟）在探究“重力的大小跟质量的关系”实验中，老师给不同小组提供了相同规格及标度相同的透明坐标纸（如图甲所示），随机提供绿豆、红豆或黄豆一包（每组只有一种豆类），利用弹簧测力计和天平测得多组重力与质量的实验数据。（1）分析图像是一条经过原点的直线，由此可得；（2）有小组将绿豆和黄豆两组数据的透明坐标纸进行重叠，观察绘制的图像，图像可能是图乙中，以此判断重力与物质种类的关系；（已知ρ绿豆＞ρ黄豆）（3）经过一段时间的学习，同学们想把弹簧测力计改装成测量液体的密度秤；①小明小组用同一小桶分别盛满不同的液体（图丙），用弹簧测力计测出小桶的重力为1N，装满水后总重力为3N，再装满另一液体时示数为4N，则液体密度为kg/m3；用这样的方法分别在弹簧测力计的示数处标注对应其它液体的密度；②小华小组用同一重物分别浸没在不同液体中（图丁），用弹簧测力计挂一重5N的重物后，将物体浸没在水中时示数为3N，则该密度秤能测量的最大密度为kg/m3；用这样的方法分别在弹簧测力计的示数处标注对应其它液体的密度；③对于两个小组设计的密度秤，下列说法不正确的是；A．密度秤的零刻度线都不在0N处B．密度秤标注的刻度都是均匀的C．在小明设计中，若测量中液体不装满小桶，密度秤所测结果偏小D．在小华设计中，若要增大测量的量程，换用体积相同而密度小的重物专题03弹力与重力相关实验训练（解析版）实验解读实验解读1、探究弹簧测力计原理的实验（1）实验方法：控制变量法、转换法；（2）实验结论：弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比。2、探究重力大小跟什么因素有关的实验（1）测量工具：弹簧测力计和天平；（2）实验方法：用弹簧测力计测出不同质量的钩码所受的重力；（3）结论：物体所受重力与质量成正比；（4）g的大小与纬度有关，越靠近赤道g越小，越靠近两极g越大。典例分析＋变式训练题型1探究弹簧测力计原理的实验【典例1-1】某实验小组的同学对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Δx，根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。（1）当在A根橡皮筋上悬挂重力为6N的物体时，橡皮筋A的伸长量为12cm；（2）分别用这两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧秤，则用橡皮筋A制成的测力计测量的精确程度高（均选填“A”或“B”）；（3）根据图象信息可知，若将两根A或两根B橡皮筋分别串联使用起来代替弹簧测力计，则能够测量力的最大值为15N。【答案】（1）12；（2）A；（3）15。【解答】解：（1）由图乙可知，A橡皮筋在受到的拉力不大于10N的情况下，B橡皮筋在受到的拉力不大于15N的情况下，橡皮筋伸长量△x与橡皮筋受到的拉力大小F变化关系为一直线，说明橡皮筋的伸长△x与受到拉力F成正比例函数的关系，FA＝kA△xA，FB＝kB△xB；由图知，当FA＝5N，△XA＝10cm；FB＝10N，△XB＝10cm，将上面的数据分别代入FA＝kA△xA、FB＝kB△xB，得：kA＝0.5N/cm、kB＝1N/cm，因此FA＝0.5△xA，FB＝△xB，所以，当在A根橡皮筋上悬挂重力为6N的物体时，橡皮筋A的伸长量为△xA＝cm＝12cm；（2）测力计是根据在测量范围内，橡皮筋的伸长与受到的拉力成正比的原理制成的，由图乙知，A的量程为0﹣10N，B的量程为0﹣15N，则用橡皮筋B制成的测力计量程大；由图乙可知，在测量范围内，如F＝5N时，用橡皮筋A制成的测力计伸长10cm，而用橡皮筋B制成的测力计伸长5cm，所以，用橡皮筋A制成的测力计测量的精确程度高；（3）将两根A或两根B橡皮筋分别串联使用起来代替弹簧测力计，B的量程最大，应用两根B橡皮筋串联，每根橡皮筋最大受到15N的拉力，根据力的作用是相互的，两根橡皮筋串联起来的弹簧测力计能够测量力的最大值应为15N。故答案为：（1）12；（2）A；（3）15。【典例1-2】如题图所示，为制作弹簧测力计，某实验小组对弹簧的伸长与拉力的关系作了探究。下表是他们利用甲、乙两根不同的弹簧做实验时所记录的数据。表一甲弹簧受到的拉力/N012456甲弹簧的长度/cm6.09.012.018.021.024.0表二乙弹簧受到的拉力/N012456乙弹簧的长度/cm67.59.012.013.515.0（1）分析表一和表二的数据可知：①当在甲、乙两根弹簧上分别悬挂重为4N的物体时，甲弹簧的伸长量为12.0cm，乙弹簧的伸长量为6.0cm。②在一定条件下，弹簧伸长的长度与它所受的拉力成正比。③在拉力相同的情况下，甲弹簧伸长的长度大于（选填“大于”“等于”或“小于”）乙弹簧伸长的长度。（2）用甲、乙两根弹簧分别制成A、B两把弹簧测力计，如图所示，它们的外壳相同，刻度线分布情况相同，则量程较大的是A弹簧测力计，精度较高的是B弹簧测力计。【答案】（1）①12.0；6.0；②正比；③＞；（2）A；B。【解答】解：①结合表格数据，甲、乙两根弹簧的原长均为6cm，分别悬挂重为4N的物体时，甲弹簧的长度为18.0cm，伸长量为18.0cm﹣6.0cm＝12.0cm，乙弹簧的长度为12.0cm，伸长量为12.0cm﹣6.0cm＝6.0cm。②根据表格数据可知，不论是甲弹簧还是乙弹簧，弹簧受到的拉力越大，弹簧伸长的长度越长，弹簧伸长的长度与弹簧受到的拉力之比是定值，即在一定条件下，弹簧伸长的长度与它所受的拉力成正比；③通过计算甲、乙弹簧在拉力相同时伸长的长度，可知甲弹簧伸长的长度总大于乙弹簧伸长的长度；（二）根据甲、乙弹簧在拉力相同时甲弹簧伸长的长度小于乙弹簧伸长的长度，可得出在弹簧的伸长相同时，甲弹簧所受拉力大于乙弹簧所受拉力，由题意知，A、B两弹簧测力计分别使用了甲、乙两弹簧，它们的外壳相同，刻度线分布情况相同即两弹簧的伸长相同，则甲弹簧所受拉力大于乙弹簧所受拉力即甲弹簧测力计的量程大于乙，即量程较大的是A测力计；同样根据甲、乙弹簧在拉力相同时甲弹簧伸长的长度小于乙弹簧伸长的长度，在拉力相同时用乙弹簧做成的测力计，示数间的间距较大，刻刻度时可以刻得更小，因此用乙弹簧做成的测力计精度更高，即精度较高的是B测力计。故答案为：（1）①12.0；6.0；②正比；③＞；（2）A；B。【变式1-1】某同学在实验室利用如图所示装置探究弹簧的长度跟所挂钩码重力的关系，实验数据记录如下表，以下分析正确的是（）钩码重力（N）00.51.01.52.02.53.04.0指针位置（cm）2.003.004.005.006.007.007.507.50A．弹簧的伸长与钩码重力成正比关系 B．弹簧的长度与钩码重力一定是一次函数关系 C．此实验中使弹簧发生形变的力是钩码的重力 D．当钩码重力为3.5N时，此弹簧已发生塑性形变【答案】D。【解答】解：AB、使弹簧伸长的力是钩码对弹簧的拉力，不是钩码的重力，所以由表格数据可知：弹簧的伸长的长度与弹簧的拉力大小成正比，与弹簧的长度不成正比，故ABC错误；D、由表格数据可知：当钩码重力为3N时，弹簧的伸长的长度与弹簧的拉力大小不在成正比，说明此时超过弹簧弹性限度，所以，当钩码重力为3.5N时，此弹簧已发生塑性形变，故D正确；故选：D。【变式1-2】在学习了弹力及弹簧测力计的相关知识后，小红同学发现，弹簧测力计的刻度是均匀的，由此她想探究“弹簧的伸长与所受拉力的关系”，于是她采用了图一的装置进行了探究。（1）要完成实验，除了需要如图一所示的铁架台，一根两头带钩的弹簧，若干相同的钩码（已知每个钩码重0.5N）以外，还需要的测量仪器是刻度尺。（2）通过实验，小红同学收集了弹簧受到大小不同的拉力F以及所对应的弹簧长度L，并在坐标纸上绘制了图二的图象。分析图象可知：该弹簧的原长L0为2cm，当弹簧受到2N的拉力时，弹簧伸长量ΔL为4cm；若用该弹簧制作一支弹簧测力计，其量程是0～2.5N。【答案】（1）刻度尺；（2）2；4；0～2.5。【解答】解：（1）钩码的重力已知，因此不需要测量，实验中要测量的是弹簧的伸长量，而长度的测量工具为刻度尺，所以需要刻度尺；（2）①当弹簧所受的拉力为0时弹簧的长度为原长，由图二可知弹簧的原长L0为2cm；且当弹簧受到2N的拉力时，弹簧的长度L为6cm，则△L＝L−L0＝6cm−2cm＝4cm；②根据图二可以分析出拉力每增加0.5N弹簧伸长1cm，当超过2.5N时，这一规律被打破，因此可以断定用该弹簧制的弹簧测力计的量程是0～2.5N；故答案为：（1）刻度尺；（2）2；4；0～2.5。题型2探究重力大小跟什么因素有关的实验【典例2-1】在探究“重力的大小跟什么因素有关系”的实验中，按照图甲所示，把钩码逐个挂在弹簧测力计上，分别测出它们受到的重力，并记录在下面的表格中：质量m/g100200300400500重力G/N12345（1）把表格中的空格填写完整；（2）图甲中弹簧测力计的示数为2N；（3）根据表格中的实验数据，在图乙中画出重力与质量的关系图象；（4）由此可知物体所受的重力跟质量成正比。公式：G＝mg。【答案】（1）1；2；3；4；5；（2）2：；（3）如图所示；（4）正比；G＝mg。【解答】解：（1）根据G＝mg，依次算出对应的重力。G1＝m1g＝0.1kg×10N/kg＝1N；G2＝m2g＝0.2kg×10N/kg＝2N；G3＝m3g＝0.3kg×10N/kg＝3N；G4＝m4g＝0.4kg×10N/kg＝4N；G5＝m5g＝0.5kg×10N/kg＝5N；（2）弹簧测力计读数时，要看清分度值和指针所在位置，分度值为0.2N，所以示数为2N；（3）根据表格的数据，逐个描点，连线；（4）图形为一条经过原点的直线，所以物体所受的重力跟质量成正比，公式G＝mg。故答案为：（1）1；2；3；4；5；（2）2：；（3）如图所示；（4）正比；G＝mg。【典例2-2】在探究“重力的大小跟什么因素有关”实验中，得到如表数据：m/kg0.10.20.30.40.50.6G/N0.981.962.943.924.905.88（1）本实验中用到的测量器材有：弹簧测力计和天平。（2）测量物体重力时，应将物体挂在弹簧测力计下并让它处于静止状态，而且发现细线被竖直拉直，这说明重力的方向是竖直向下的。（3）分析表中实验数据，可得出的结论是：物体重力的大小跟它的质量成正比。物体的重力G与其质量m的比值g大小为9.8N/kg。（4）如图四个图像中，关于物体重力的大小与其质量的关系，正确的是A。【答案】（1）弹簧测力计；（2）静止；竖直向下；（3）正比；9.8；（4）A。【解答】解：（1）分析表格中数据可知，实验中需要测量物体的质量和重力，故需要的测量工具有天平和弹簧测力计；（2）测量物体重力时，当物体静止时，物体受到的重力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力，大小相等，方向相同，发现细线被竖直拉直，这说明重力的方向是竖直向下的；（3）分析表中数据可得，可得出的结论是：物体重力的大小跟它的质量成正比；重力与质量的比值＝＝＝＝9.8N/kg；（4）＝9.8N/kg为正比例函数，说明物体所受的重力跟它的质量成正比，图象过坐标原点，故A正确。故答案为：（1）弹簧测力计；（2）静止；竖直向下；（3）正比；9.8；（4）A。【变式2-1】用质量已知的钩码探究重力与质量的关系，获得实验数据表格如下。以下说法正确的是（）质量m/g100200300400重力G/N1234A．同一位置，物体的重力与质量的比值相同 B．物体所受重力与质量的关系可以用图线b表示 C．表格中重力与质量的比值是100N/g D．此实验中的物体只能用钩码【答案】A。【解答】解：A、由表格数据可知，同一位置，物体的重力与质量的比值相同，故A正确；B、由表格数据可知，物体所受重力与质量成正比，是一条过原点的直线，即可以用图线a表示，故B错误；C、表格中重力与质量的比值是0.01N/g，故C错误；D、此实验中的物体可以用任何物体，故D错误。故选：A。【变式2-2】在探究“重力的大小跟什么因素有关系”的实验中，按照图甲所示方法，把钩码逐个挂在弹簧测力计上，分别测出它们受到的重力，并记录在下面的表格中。钩码数（个）质量m/kg物重G/N物重跟质量的比值g/（N•kg﹣1）10.050.51020.101.01030.151.51040.202.01050.252.51060.303.010（1）把钩码挂在弹簧测力计上，钩码静止时，弹簧测力计的示数等于钩码受到的重力的大小，图中弹簧测力计的示数为2N；（2）根据实验测出的数据，在平面直角坐标系中（图乙），作出物重G随质量m变化的关系图象。（3）根据图象，可以得出结论：物体受到的重力跟它的质量成正比。【答案】（1）2；（2）见上图；（3）正比。【解答】解：（1）弹簧测力计的分度值为0.2N，其示数为2N；（2）根据提供数据描点画出图象如下所示：（3）从图象上可以看出，物体受到的重力跟它的质量成正比。故答案为：（1）2；（2）见上图；（3）正比。能力提升训练一、选择题。1．（2021春•碑林区校级期中）某实验小组的同学对A、B两根橡皮筋进行探究，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和橡皮筋伸长量，根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。下列说法正确的是（）A．分别用这两根橡皮筋制成的测力计，橡皮筋B制成的测力计测量的精确度高 B．将本实验中两根橡皮筋并列起来一起用，能够测的力最大值为25N C．将本实验中两根橡皮筋串接起来一起用，能够测的力最大值为10N D．当在两根橡皮筋上都悬挂重力为8N的物体时，橡皮筋A的伸长量为8cm【答案】C。【解答】解：A、由图乙可知，在测量范围内，如F＝5N时，用橡皮筋A制成的测力计伸长10cm，而用橡皮筋B制成的测力计伸长5cm，所以，用橡皮筋A制成的测力测量的精确程度高，故A错误；B、将本实验中两根橡皮筋并联起来使用时，两根橡皮筋伸长的长度相等，由图可知，在拉力作用下当B达到最大伸长量15cm，A橡皮筋的伸长量也为15cm；当伸长量为15cm时，橡皮筋B上的力为15N，因为橡皮筋的伸长与受到的拉力成正比，所以橡皮筋A上的力为×15N＝7.5N，根据二力合成可得受到的最大拉力为15N+7.5N＝22.5N，故B错误；C、若将本实验中两根橡皮筋串接起来一起用，根据力的作用是相互的，则两个橡皮筋受到的拉力是相同的，最大拉力为A的最大测量值，即为10N，故C正确；D、由图乙知，当在两根橡皮筋上都悬挂重力为8N的物体，橡皮筋A的伸长量为＝16cm，故D错误。故选：C。2．（2022•武昌区模拟）如图所示，某同学利用弹簧测力计测量若干个质量已知的钩码的重力，探究重力的大小跟质量的关系，下列说法正确的是（）A．弹簧测力计的分度值是0.01N B．实验得出的结论是：物体的质量跟受到的重力成正比 C．手对弹簧测力计的拉力和钩码对弹簧测力计的拉力是一对平衡力 D．弹簧测力计对手的拉力大于弹簧测力计对钩码的拉力【答案】D。【解答】解：A、弹簧测力计的1大格表示1N，有5小格，所以分度值是0.2N，故A错误；B、探究重力的大小跟质量的关系，所以结论应该是重力的大小跟质量成正比，故B错误；C、手对弹簧测力计的拉力大小等于钩码和弹簧测力计重力大小之和；弹簧测力计对钩码的拉力大小等于钩码重力大小，所以不是一对平衡力，故C错误；D、弹簧测力计对手的拉力大小等于钩码和弹簧测力计重力大小之和，弹簧测力计对钩码的拉力大小和钩码重力大小，所以弹簧测力计对手的拉力大于弹簧测力计对钩码的拉力，故D正确；故选：D。二、填空题。3．（2022秋•丰台区校级期中）小华用弹簧测力计研究弹簧的伸长量与拉力的关系，测力计量程为0～5N。小华先用刻度尺测出弹簧测力计中弹簧的长度，然后将钩码逐个加挂在弹簧测力计下，如图所示，分别读出弹簧测力计的示数，用刻度尺分别测出每次弹簧的长度，实验数据记录如下。小华发现弹簧的伸长量和拉力存在着一定的规律，若测力计下挂4N的物体，弹簧的伸长量为16cm，所依据的规律是在弹性限度内，弹簧的伸长与所受的拉力成正比。拉力/N00.511.522.53弹簧长度/cm3.85.87.89.811.813.815.8弹簧伸长量/cm【答案】16；在弹性限度内，弹簧的伸长与所受的拉力成正比。【解答】解：由表中数据可知，拉力为0时，弹簧的长度为3.8cm，即原长为3.8cm；由表中数据可知，弹簧的伸长量与拉力的关系是，若测力计下挂4N的物体，弹簧的伸长量为L′＝ΔL×F＝4cm/N×4N＝16cm；所依据的规律是在弹性限度内，弹簧的伸长与所受的拉力成正比。故答案为：16；在弹性限度内，弹簧的伸长与所受的拉力成正比。4．（2022春•碧江区校级期中）为了探究物体所受重力与质量的关系，某实验小组进行了实验.（1）钩码所受重力的大小用弹簧测力计进行测量，测量时钩码必须处于平衡状态。（2）他们将测出的数据记录在如下表格中并进行了处理，通过分析发现有一次测量数据存在问题这个数据是1.5；重新测量并进一步分析数据，得出的结论是：在同一地点，物体所受重力与质量成正比。次数m（g）G（N）G/m（N/kg）1100110220021033001.554400410【答案】（1）弹簧测力计；平衡；（2）1.5；在同一地点，物体所受重力与质量成正比。【解答】解：（1）在实验中要用弹簧测力计测量物体的重力。钩码所受重力的大小用弹簧测力计进行测量，测量钩码重力时，必须让钩码处于平衡状态，这样测力计的拉力与重力是一对平衡力，大小相等；（2）由表格中的数据可知，当物体的质量为100g时，重力为1N；300g的物体的重力应该为100g物体重力的3倍，故数据1.5出错了，应该是3；此时＝10N/kg；由数据可知，物体的重力与质量的比值为定值，故结论为：在同一地点，物体所受重力与质量成正比。故答案为：（1）弹簧测力计；平衡；（2）1.5；在同一地点，物体所受重力与质量成正比。三、实验探究题。5．（2022春•宿迁期中）为研究弹簧的性质，小明所在的物理兴趣小组在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码（如图甲所示），同时记录弹簧长度L和钩码质量m，所得数据记录在表一中，实验过程中，弹簧形变始终在弹性限度内，不计弹簧所受的重力（g＝10N/kg）。表一实验次数123456钩码质量m/g0306090120150弹簧的长度L/cm6.07.28.49.610.812.0表二实验次数123456弹力F/N00.3a0.91.21.5弹簧伸长的长度Δx/cm01.22.43.6b6.0（1）请根据表一中的数据，将表二填写完整，a处的数据为0.6，b处数据为4.8。（2）本实验结论是：在弹簧的弹性限度内，弹簧的伸长量（选填“弹簧长度”或“弹簧的伸长量”）与弹簧所受的拉力成正比。（3）小明按照上面的方法对两根长度相同、粗细不同的弹簧进行研究，绘制了弹簧受到的拉力F和弹簧的长度L的关系图如图乙所示，分别用这两根弹簧制成了弹簧测力计，则用弹簧A（选填“A”或“B”）制成的测力计测的精确程度高；用弹簧B（选填“A”或“B”）制成的测力计量程更大。【答案】（1）0.6；4.8；（2）弹簧的伸长量；（3）A；B。【解答】解：（1）根据弹簧的伸长与受到的拉力成正比，；得到a＝0.6N；a处的数据为：0.6；，得到b＝4.8cm；b处的数据为4.8。（2）本实验结论是：在弹簧的弹性限度内，弹簧的伸长量与弹簧所受的拉力成正比。（3）在弹簧受到的拉力一定时，弹簧的伸长量越大，做成的弹簧测力计精确度越高；弹簧的伸长量越小，做成的弹簧测力计的量程越大，则用弹簧A制成的测力计测的精确程度高；用弹簧B制成的测力计量程更大。故答案为：（1）0.6；4.8；（2）弹簧的伸长量；（3）A；B。6．（2022春•坡头区校级月考）小刚在探究“弹簧的伸长量与受到的拉力之间的关系”，请根据表格信息回答相关问题：拉力/N01234567弹簧长度/cm10.012.014.016.018.020.021.021.5（1）器材：弹簧、1N的钩码若干、刻度尺。（2）实验过程：将弹簧的一端固定在一块竖直放置的木板顶端，让弹簧能够自由地伸缩，然后用1N、2N、3N……7N的力去拉弹簧，并把每一个拉力作用下弹簧底端所对的位置做上记号，再测出弹簧的长度，记录的数据如表。请你帮小刚分析以上数据并回答：①分析实验数据可知，弹簧的原长是10.0cm。②分析实验数据可得到结论：在弹簧的弹性范围内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比。③如果把这条弹簧改装成弹簧测力计，则制成后的测力计的量程是0～5N。【答案】（1）刻度尺；（2）①10.0cm；②在弹簧的弹性范围内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比；③0～5N。【解答】解：（1）要测量弹簧伸长的长度，还需用到刻度尺；（2）①由表格中数据知，当拉力为0时，弹簧的长度为10.0cm，所以弹簧的原长为10.0cm；②由数据知，拉力越大，弹簧的长度越大，且拉力分别为1、2、3、4、5N时，弹簧的伸长分别为2、4、6、8、10cm，可知在弹簧的弹性范围内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比；③由数据知，当拉力大于5N时，弹簧的伸长与拉力不再成正比关系，所以测力计的量程为0～5N。故答案为：（1）刻度尺；（2）①10.0cm；②在弹簧的弹性范围内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比；③0～5N。7．（2022春•藁城区校级月考）小李在课外探究弹簧的长度跟外力的变化关系时，利用如图实验装置记录了相应的实验数据如下表所示：（弹簧自身重力可忽略）（取g＝10N/kg）钩码质量/g050100150指针位置/cm2345钩码质量/g200250300400指针位置/cm6788（1）这项研究在实际中的应用是弹簧测力计。（2）分析实验数据，你可得到结论：在弹性限度范围内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的长度越长。（3）该弹簧原长是2cm，若用该弹簧制作一只弹簧测力计，其量程为0～3N。（4）小李作出了如图所示的三个图象，其中正确的是B。【答案】（1）弹簧测力计；（2）在弹性限度范围内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的长度越长；（3）2；0～3；（4）B。【解答】解：（1）探究弹簧的长度跟外力的变化关系在实际的应用是弹簧测力计；（2）分析实验数据可得拉力为0N时，弹簧的长度为2cm；拉力为G＝0.05kg×10N/kg＝0.5N时，弹簧的长度为3cm，伸长量为3cm﹣2cm＝1cm；拉力为G＝0.1kg×10N/kg＝1N时，弹簧的长度为4cm，伸长量为4cm﹣2cm＝2cm；拉力为G＝0.15kg×10N/kg＝1.5N时，弹簧的长度为5cm，伸长量为5cm﹣2cm＝3cm；拉力为G＝0.2kg×10N/kg＝2N时，弹簧的长度为6cm，伸长量为6cm﹣2cm＝4cm；拉力为G＝0.25kg×10N/kg＝2.5N时，弹簧的长度为7cm，伸长量为7cm﹣2cm＝5cm；拉力为G＝0.3kg×10N/kg＝3N时，弹簧的长度为8cm，伸长量为8cm﹣2cm＝6cm；之后，拉力大于3N，弹簧的长度不变；所以，得到结论：在弹性限度范围内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的长度越长；（3）由表以上分析可知，拉力为0N时，弹簧的长度为2cm，即弹簧原长为2cm；拉力大于3N，弹簧的长度不变，超过弹性限度，所以若用该弹簧制作一只弹簧测力计，其量程为0～3N；（4）由表中数据知：当m＝0g，即F＝G＝0N时，弹簧的长度s＝2cm；当m≥300g，即F＝G≥0.3kg×10N/kg＝3N时，弹簧的长度L＝8cm；符合这两个条件的只有B图；故选B。故答案为：（1）弹簧测力计；（2）在弹性限度范围内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的长度越长；（3）2；0～3；（4）B。8．（2022•苏州模拟）在“制作橡皮筋测力计”的活动中，同学们发现：在一定的范围内，橡皮筋受到的拉力越大，橡皮筋的长度越长。根据这一现象，小明和小丽提出如下猜想。究竟谁的猜想正确呢？他们决定一起通过实验来验证自己的猜想。小明：橡皮筋伸长的长度可能跟它受到的拉力成正比。小丽：橡皮筋的长度可能跟它受到的拉力成正比。橡皮筋伸长的长度一般用符号ΔL表示，它等于挂上钩码后皮筋的长度L与皮筋没有挂钩码时的长度L。之差，即ΔL＝L﹣L。（1）要完成实验，除了需要一根橡皮筋、若干个相同的钩码（质量已知）、铁架台和细线外，还需要的器材是刻度尺；（2）小明和小丽的实验记录数据如表：1拉力（钩码总重）F/N00.51.01.52.02.52橡皮筋的总长度L/cm4.55.15.76.36.97.53橡皮筋伸长的长度ΔL/cm00.61.22.43.0①没有挂钩码时，橡皮筋的长度L0＝4.5cm；②请将表格中第3行的数据补充完整；③要判断小丽的猜想是否正确，应对表格中的1、2组数据进行分析比较；④分析表格中的数据，你认为实验能初步验证小明的猜想是正确的。【答案】（1）刻度尺；（2）①4.5；②1.8；③1、2；④小明。【解答】解：（1）实验中钩码质量已知，不需测量拉力，但需要测量橡皮筋伸长的长度，因此需要刻度尺。（2）①没有挂钩码时，橡皮筋的长度可从表格第1列数据读出，为4.5cm；②根据观察第1行与第3行数据的变化规律可得出：拉力每增加0.5N，橡皮筋伸长0.6cm，因此当拉力为1.5N时，橡皮筋伸长0.6cm×3＝1.8cm，因此第3行中空缺数据为1.8cm；③小丽的猜想是橡皮筋的总长度与拉力成正比，要判断小丽的猜想是否正确，需要分析拉力与橡皮筋的总长度的关系，即分析1、2两行数据进行比较；④分析表中第一行与第三行的关系可知橡皮筋伸长的长度与它所受拉力的关系是正比例关系，故小明的猜想是正确的。故答案为：（1）刻度尺；（2）①4.5；②1.8；③1、2；④小明。9．（2022秋•罗庄区期末）小明在学习重力知识时，分别探究“重力的方向”和“重力的大小跟质量的关系”。（1）如图是探究重力方向的实验装置，物体A通过细绳悬挂在支架O处，将该装置放在水平桌面上，缓慢改变木板M与桌面的夹角α，会观察到悬线OA的方向不变（选填“变化”或“不变”），由以上实验现象分析得出：重力的方向总是竖直向下。（2）小明用弹簧测力计和若干个钩码做探究“重力的大小跟质量的关系”实验：①测量前，将弹簧测力计在竖直（选填“水平”或“竖直”）方向调零：②小明将实验数据记录在表格中。表格中第一行各物理量漏写了单位；分析实验数据得出结论：物体所受的重力跟它的质量成正比。（语言叙述）实验次数钩码质量m重力G重力与质量的比值10.10.989.820.21.969.830.32.949.8③以下能正确描述物体所受的重力G与质量m关系的图象是B。【答案】（1）不变；竖直向下；（2）①竖直；②单位；物体所受的重力跟它的质量成正比；③B。【解答】解：（1）逐渐改变木板M与桌面的夹角α，会观察到悬线OA的方向不变，由以上分析可知，重力的方向总是竖直向下的。（2）①测量物体重力前，由于重力是竖直向下的，所以应将弹簧测力计在竖直方向调零；②小明设计的表格第一行存在的问题是：各物理量没有单位；从表中数据知：物体的质量增大几倍，物体所受的重力大小也增大几倍，重力大小与质量的比值相等，所以得到结论：物体所受的重力跟它的质量成正比；③G与m的比值是一个定值，说明G与m成正比，它的图象是一条倾斜的直线，故ACD错误，B正确；故选：B。故答案为：（1）不变；竖直向下；（2）①竖直；②单位；物体所受的重力跟它的质量成正比；③B。10．（2022秋•厦门期末）某兴趣小组在探究“影响物体重力大小的因素”和“判断重力方向”的实验中，进行了如下的实验探究。（1）在探究物体所受重力大小与物体质量关系时，实验记录如表：①在探究过程中，需要的测量工具有弹簧测力计、天平。②分析表中实验数据，得出的结论是：物体所受的重力跟它的质量成正比。③分析表中实验数据，图甲中能正确描述物体所受的重力大小G与质量m关系的图像是B（选填字母符号）。被测物体质量m（kg）重力G（N）（N/kg）物体10.10.989.8物体20.21.969.8物体30.32.949.8（2）该组同学在探究重力方向时，实验装置如图乙所示，操作如下：①将该装置放在水平桌面上后，逐渐改变木板M与桌面的夹角α，会观察到悬线OA的方向不变，剪断悬线OA，小球竖直（选填“竖直”或“垂直于木板M”）下落。②从以上实验现象分析得到：重力的方向总是竖直向下。【答案】（1）①弹簧测力计；天平；②物体所受的重力跟它的质量成正比；③B；（2）①竖直；②竖直向下。【解答】解：（1）①实验过程中，需要的测量工具有弹簧测力计和天平；②根据表格中的实验数据，可得出：物体所受的重力跟它的质量成正比；③表中物体受到重力与质量的比是一定值，物体所受重力的大小与质量的关系图像是过原点倾斜向上的直线，故选：B；（2）①因为重力的方向总是竖直向下的，所以悬线OA由于受重力的作用就保持竖直方向不变；剪断悬线OA，小球在竖直向下的重力作用下就会竖直向下运动；②从以上实验现象分析得到：重力的方向总是竖直向下的。故答案为：（1）①弹簧测力计；天平；②物体所受的重力跟它的质量成正比；③B；（2）①竖直；②竖直向下。11．（2022秋•泗水县期末）甲、乙两位同学做“探究物体所受重力的大小与质量的关系”实验。（1）如图所示，甲同学用弹簧测力计测量钩码所受重力大小，读数时他让钩码保持静止状态。他分别测出1个、2个、3个钩码的重力大小后，根