题目内容
用金属制成的线材(如钢丝、钢筋)受到拉力会伸长.十七世纪英国物理学家胡克发现:金属丝或金属杆在弹性限度内它的伸长与拉力成正比,这就是著名的胡克定律.这一发现为后人对材料的研究奠定了重要基础.现在一根用新材料制成的金属杆,长为4m,横截面积为0.8cm2,设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1/1000,问最大拉力多大?由于这一拉力很大,杆又较长,直接测试有困难,选用同种材料制成样品进行测试,通过测试取得数据如下:
| 长度 | 伸长 拉力 截面积 | 250N | 500N | 750N | 1000N |
| 1m | 0.05cm2 | 0.04cm | 0.08cm | 0.12cm | 0.16cm |
| 2m | 0.05cm2 | 0.08cm | 0.16cm | 0.24cm | 0.32cm |
| 1m | 0.10cm2 | 0.02cm | 0.04cm | 0.06cm | 0.08cm |
(2)上述金属细杆承受的最大拉力为______ N.
解:(1)由表格知:
1、当受到的拉力F、横截面积S一定时,伸长量x与样品长度L成正比,①
2、当受到的拉力F、样品长度L一定时,伸长量x与横截面积S成反比,②
3、当样品长度L、横截面积S一定时,伸长量x与受到的拉力F成正比,③
由1、2的结论,可知答案为:正、反.
(2)由①②③三个结论,可以归纳出,x与L、S、F之间存在一定量的比例关系,设这个比值为k,那么有:
①
根据图表提供数据代入解得:
.
由题意知:待测金属杆M承受最大拉力时,其伸长量为原来的
,即4×10-3m;
此时 S=0.8cm2=8×10-5m2,L=4m;代入上面的公式①解得:F=10000N.
故答案为:10000.
分析:由题可知伸长量x与样品的长度、横截面积、所受拉力都有关系,涉及的变量较多,因此采用“控制变量法”来确定它们之间的正、反比关系,然后将各种情况进行汇总,再运用比值定义法初步确定这几个量之间的数量关系,然后根据所得公式来判断样品能承受的最大拉力,以及与什么因素有关.
点评:本题的难度很大,题中共涉及4个变量,在解题过程中,综合应用了控制变量法、归纳法、比值定义法来进行分析、解答,对同学的综合素质要求很高,是一道考查能力的好题.
1、当受到的拉力F、横截面积S一定时,伸长量x与样品长度L成正比,①
2、当受到的拉力F、样品长度L一定时,伸长量x与横截面积S成反比,②
3、当样品长度L、横截面积S一定时,伸长量x与受到的拉力F成正比,③
由1、2的结论,可知答案为:正、反.
(2)由①②③三个结论,可以归纳出,x与L、S、F之间存在一定量的比例关系,设这个比值为k,那么有:
根据图表提供数据代入解得:
由题意知:待测金属杆M承受最大拉力时,其伸长量为原来的
此时 S=0.8cm2=8×10-5m2,L=4m;代入上面的公式①解得:F=10000N.
故答案为:10000.
分析:由题可知伸长量x与样品的长度、横截面积、所受拉力都有关系,涉及的变量较多,因此采用“控制变量法”来确定它们之间的正、反比关系,然后将各种情况进行汇总,再运用比值定义法初步确定这几个量之间的数量关系,然后根据所得公式来判断样品能承受的最大拉力,以及与什么因素有关.
点评:本题的难度很大,题中共涉及4个变量,在解题过程中,综合应用了控制变量法、归纳法、比值定义法来进行分析、解答,对同学的综合素质要求很高,是一道考查能力的好题.
练习册系列答案
相关题目