用金属制成的线材(如纲丝、钢筋)受到的拉力会伸长,17世纪英国物理学家胡克发现,金属丝或金属杆在弹性限度内的伸长与拉力成正比,这就是著名的胡克定律.这个发现为后
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用金属制成的线材(如纲丝、钢筋)受到的拉力会伸长,17世纪英国物理学家胡克发现,金属丝或金属杆在弹性限度内的伸长与拉力成正比,这就是著名的胡克定律.这个发现为后人对材料的研究奠定了重要的基础.现有一根用新材料制成的金属杆,长为4m,横截面积为0.8 cm2,设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1/1 000,由于这一拉力很大,杆又较长,直接测试有困难,就选用同种材料制成样品进行测试,通过测试取得数据如下:
(1)根据测试结果,推导出线材伸长x与材料的长度L、材料的横截面积S及拉力F的函数关系为 。 (2)在寻找上述关系中,你运用哪种科学研究方法? 。 (3)通过对样品的测试,求出新材料制成的金属细杆能承受的最大拉力约 。 |
答案
X=KFL/S(K为比例系数)(3分),控制变量法(2分), 10000N (3分) |
解析
由表格比较长度为1m和2m,拉力为250N,横截面积都为0.05时的伸长量为0.04和0.08可知伸长量与长度正正比,同理可判断伸长量与力F成正比、与面积s成反比(2)控制变量法(3)新材料的长度为4m,横截面积为0.8 cm2,带入公式可知最大拉力为10000N |
举一反三
实验室常用的弹簧秤如图甲所示,连接有挂钩的拉杆与弹簧相连,并固定在外壳一端,外壳上固定一个圆环,可以认为弹簧秤的总质量主要集中在外壳(重力为G)上,弹簧和拉杆的质量忽略不计.现将该弹簧秤以两种方式固定于地面上,如图乙、丙所示,分别用恒力F0竖直向上拉弹簧秤,静止时 ( )
A.乙图读数为F0-G,丙图读数为F0+G | B.乙图读数为F0+G,丙图读数为F0-G | C.乙图读数为F0,丙图读数为F0-G | D.乙图读数为F0-G,丙图读数为F0 |
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如图是探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图,下列说法中正确的是( )
A.弹簧的劲度系数是2 N/m | B.从开始到当弹簧受F1="200" N的拉力时,拉力对弹簧做功20 J | C.当弹簧受F2="800" N的拉力作用时,弹簧伸长量为x2=40 cm | D.从开始到当弹簧伸长量为x1=20 cm时,拉力对弹簧做功80 J |
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下列说法中正确的是:A.支持力的方向总是垂直于接触面而指向被支持的物体 | B.平均速度大的物体,其位移不一定大 | C.在车内并与车保持相对静止的物体一定处于平衡状态. | D.酒后驾车对反应距离无影响 |
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如图所示,一轻质弹簧只受一个拉力F1 时,其伸长量为x,当弹簧同时受到两个拉力F2和F3作用时,伸长量也为x,现对弹簧同时施加F1 、F2、F3 三个力作用时,其伸长量为x′,则以下关于x′与x关系正确的是
A.x′ =x | B.x′ =2x | C.x<x′<2x | D.x′<2x |
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下列关于弹力和摩擦力的说法中,正确的是 A.相互接触的物体之间必有弹力作用 | B.相互有弹力作用的物体必定相互接触 | C.相互有弹力作用的物体之间必定有摩擦力存 | D.相互有摩擦力作用的物体之间必有弹力作用 |
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