题目内容

5.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=Y $\frac{S}{L}$,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写出这种橡皮筋Y值的表达式Y=$\frac{kL}{S}$(用F、L、x、S表示).
②在国际单位制中,杨氏模量Y的单位应该是D.
A.N        B.m          C.N/m          D.Pa
③有一段横截面是圆形的橡皮筋,应用如图所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值.首先利用测量工具a测得橡皮筋的长度L=20.00cm,利用测量工具b测得橡皮筋未受到拉力时的直径D=4.000mm,那么测量工具a应该是毫米刻度尺,测量工具b应该是螺旋测微器.

分析 根据表达式k=Y$\frac{S}{L}$推导出Y的表达式和单位;根据所要测量的长度大小选择适合的仪器.

解答 解:①根据表达式k=Y$\frac{S}{L}$
得:Y=$\frac{kL}{S}$;
②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;
③橡皮筋的长度为L=20.00cm,需要用最小分度为1mm的毫米刻度尺来测量;
测量工具橡皮筋未受到拉力时的直径D=4.000mm,准确到0.01mm,故需要用螺旋测微器;
故答案为:①Y=$\frac{kL}{S}$;②D;③毫米刻度尺,螺旋测微器.

点评 该题属于创新的信息题,知道单位间的关系对应物理量之间的关系,会根据测量的精度要求选择实验器材,基础题目.

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