题目内容
用纳米技术处理过的材料叫纳米材料,其性质与处理前相比会发生很多变化,如机械性能会成倍地增加,对光的反射能力会变得非常低,熔点会大大降低,甚至有特殊的磁性质.现有一种纳米合金丝,欲测定出其伸长量x与所受拉力F、长度L的关系.
(1)测量上述物理量需要的主要器材是________、________等.
(2)若实验中测量的数据如下表所示,根据这些数据请写出x与F、L间的关系式:x=________.(若用到比例系数,可用k表示.假设实验中合金丝直径的变化可忽略)
| 长度L/cm | 伸长量x/cm | 拉力F/N |
| 5.00 | 0.20 | 50.0 |
| 5.00 | 0.40 | 100.0 |
| 10.00 | 0.40 | 50.0 |
(3)在研究并得到上述关系的过程中,主要运用的科学研究方法是________(只需写出一种).
(4)若有一根由上述材料制成的粗细相同的合金丝的长度为20 cm,使用中要求其伸长量不能超过原长的百分之一,那么这根合金丝能承受的最大拉力为______N.
【解析】 (1)用弹簧测力计测量力的大小,用刻度尺测量长度.
(2)由题目所给的数据分析可知:当力一定时,伸长量与长度成正比;当长度一定时,伸长量和力成正比,故x=kFL(取一组数据验证,式中的k不为零).
(3)研究伸长量与拉力、长度的关系时,可以先控制某一个量不变,如长度不变,再研究伸长量与拉力的关系,这种方法称为控制变量法.这是物理实验中的一个重要研究方法.
(4)代入表中数据把式中的k求出,得k=1 250,再代入已知数据,L=20 cm,x=
=0.2 cm,可求得最大拉力F=12.5 N.
【答案】 (1)弹簧测力计、刻度尺 (2)kFL (3)控制变量法
用纳米技术处理过的材料叫纳米材料,其性质与处理前相比会发生很多变化,如机械性能会成倍地增加,对光的反射能力会变得非常低,熔点会大大降低,甚至有特殊的磁性质。现有一种纳米合金丝,欲测定出其伸长量x与所受拉力F、长度L、截面直径D的关系。
(1)若实验中测量的数据如下表所示,根据这些数据请写出x与F、L、D间的关系式:x=______。(若用到比例系数,可用k表示)。
|
长度 L/cm |
伸长量x/cm
直径D/mm |
50.0 |
100.0 |
200.0 |
|
5.00 |
0.040 |
0.20 |
0.40 |
0.80 |
|
10.00 |
0.040 |
0.40 |
0.80 |
1.60 |
|
5.00 |
0.080 |
0.10 |
0.20 |
0.40 |
(2)在研究并得到上述关系的过程中,主要运用的科学研究方法是______(只需写出一种)。
(3)若有一根合金丝的长度为20 cm,截面直径为0.200 mm,使用中要求其伸长量不能超过原长的百分之一,那么这根合金丝能承受的最大拉力为______ N。