题目内容

金属材料(如钢筋钢梁等)在外力F作用下会伸长,其伸长量不仅与拉力F的大小有关,还与金属材料的横截面积S有关.对同一种金属,其所受的拉力F与其横截面积S的比值跟金属材料的伸长量与原长L的比值的比是一个常数,这个常数叫做杨氏模量.用E表示,即:;某同学为探究其是否正确,根据下面提供的器材:不同粗细不同长度的同种金属丝;不同质量的重物;螺旋测微器; 游标卡尺;米尺;天平;固定装置等.设计的实验如图所示.

该同学取一段金属丝水平固定在固定装置上,将一重物挂在金属丝的中点,其中点发生了一个微小下移h.用螺旋测微器测得金属丝的直径为D;用游标卡尺测得微小下移量为h;用米尺测得金属丝的原长为2L;用天平测出重物的质量m(不超量程)

(1)在一次测量中:
a.螺旋测微器如图甲所示,其示数为     mm;
b.游标卡尺如图乙所示,其示数为     mm。
(2)用以上测量的字母表示该金属的杨氏模量的表达式为: E =        
  3.851~3.854 , 11.14 ,

试题分析:(1)螺旋测微器读数:主尺+螺旋=3.5+0.352=3.852mm;
(2)游标卡尺读数:主尺+游标=11+0.02×7=11.14mm;
(3)设绳子与水平方向夹角为,伸长量为,如图所示

根据平衡条件可知拉伸后,金属丝上的拉力F= 1
由几何关系可得 2
金属丝的伸长量 3
金属线横截面积 4
由经上四式得:
练习册系列答案
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(1)(3分)如图所示的实验装置验证机械能守恒定律,实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点的痕迹进行测量,即可验证机械能守恒定律,下面列举了该实验的几个操作步骤
A.按照图示的装置安装器材
B.将打点计时器接到电源的直流输出端上
C.用天平测量出重锤的质量
D.先松手释放纸带,再接通电源打出纸带
E.选择合适的纸带,测量打出的纸带上某些点到第一点之间的距离
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少了重力势能是否等于增加的动能
上述操作中没有必要进行的或者操作错误的步骤是     (填入相应的字母)。
(2)(8分)某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态.若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:

①你认为还需要的实验器材有                       
②实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是                             ,实验时首先要做的步骤是                                
③在②的基础上,某同学用天平称量滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量m.让沙桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1< v2).则本实验最终要验证的数学表达式为                         (用题中的字母表示实验中测量得到的物理量).

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