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,理论与实际都表明,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。
(1)在国际单位中,杨氏模量Y的单位应该是______.
A. N B. m C. N/m D. Pa
(2)在一段横截面积是圆形的橡皮筋,应用如图(甲)所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值,首先利用毫米刻度尺测得橡皮筋的长度L=20.00cm,利用螺旋测微器测得橡皮筋未受到拉力时的直径D=4.000mm;
(3)用如图(甲)所示的装置就可以测出这种橡皮筋的Y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。处理数据时,在图(乙)中作出F-x的图像,由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k=______N/m。(保留两位有效数字)
拉力F(N) | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
伸长量x(cm) | 1.6 | 3.2 | 4.8 | 6.4 | 8 |
(4)这种橡皮筋的杨氏模量Y=______。(保留一位有效数字)
【答案】 D
【解析】(1)根据表达式可得:,已知k的单位是N/m,L的单位m,S的单位是m2,所以Y的单位是N/m2,也就是Pa。故选D。
(3)由描点作图法可得:
F-x图象的斜率大小等于劲度系数大小,由图象求出劲度系数为k=3.1×102 N/m.
(4)根据表达式,带入数据可得:。
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