题目内容
【题目】橡皮筋也像弹簧一样,在弹性限度内,伸长量x与弹力F成正比,即F=kx,k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关,理论与实践都表明k=,其中Y是一个由材料决定的常数,材料力学上称之为杨氏模量。用如图所示的实验装置可以测量出它的劲度系数k的值。下面的表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录。
拉力F/N | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
伸长量x/cm | 1.6 | 3.2 | 4.7 | 6.4 | 8.0 |
(1)在国际单位制中,杨氏模量Y的单位应该是________。
A.N B.m C.N/m D.Pa
(2)请根据表格中的数据做出F–x图象。由图象求得该橡皮筋的劲度系数为_______N/m(保留两位有效数字)。
【答案】(1)D (2)如图所示 3.1×102
【解析】(1)根据表达式k=,得Y=,k的单位是N/m,L的单位是m,S的单位是m2,所以Y的单位是N/m2,也就是Pa,故选D。
(2)F–x图线的斜率表示劲度系数,则k==3.1×102 N/m。
【题目】某同学在探究弹力和弹簧伸长的关系,并测定弹簧的劲度系数k。
主要实验步骤如下:将待测弹簧的一端固定在铁架台上,然后将毫米刻度尺竖直放在弹簧一侧,并使弹簧另一端的指针恰好指在刻度尺上。当弹簧自然下垂时,指针的指示值记作L0;弹簧下端挂一个砝码时,指针的指示值记作L1;弹簧下端挂两个砝码时,指针的指示值记作L2 ……;挂七个砝码时,指针的位置如图所示,指针的指示值记作L7。已知每个砝码的质量均为50 g,测量记录表:
代表符号 | L0 | L1 | L2 | L3 | L4 | L5 | L6 | L7 |
刻度数值/cm | 1.70 | 3.40 | 5.10 | 6.85 | 8.60 | 10.30 | 12.10 |
(1)实验中,L7的值还未读出,请你根据上图将这个测量值填入记录表中。
(2)为充分利用测量数据,该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差,分别计算出了四个差值:d1=L4–L0,d2=L5–L1,d3=L6–L2,d4=L7–L3。
(3)根据以上差值,可以求出每增加50 g砝码的弹簧平均伸长量ΔL。ΔL用d1、d2、d3、d4表示的式子为ΔL=_________________。
(4)计算弹簧的劲度系数k=________N/m。(g取9.8 m/s2)