10.(8分)九江大桥撞船事故后,佛山交通部门加强了对佛山市各种大桥的检测与维修,其中对西樵大桥实施了为期近一年的封闭施工,置换了大桥上所有的斜拉悬索。某校研究性学习小组的同学们很想知道每根长50m、横截圆的面积为400cm2的新悬索能承受的最大拉力。由于悬索很长,抗断拉力又很大,直接测量很困难,同学们则取来了同种材料制成的样品进行实验探究。
由胡克定律可知,在弹性限度内,弹簧的弹力F与形变量x成正比,其比例系数与弹簧的长度、横截面积及材料有关,因而同学们猜想,悬索可能也遵循类似的规律。
(1)同学们准备像“探究弹簧弹力与弹簧伸长量之间关系”的实验一样将样品竖直悬挂,再在其下端挂上不同重量的重物,来完成本实验,但有同学说悬索的重力是不可忽略的,为了避免悬索所受重力的实验的影响,你认为可行的措施应该是:____________________
___________________________________________________________________________________________________________________。
(2)同学们通过游标卡尺测样品的直径来测定其截面积,某次测量的结果如图所示,则该样品的直径为___________________。
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(3)经过同学们充分的讨论,不断完善实验方案,最后实验取得数据如下:
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样品 |
长度 |
截面积 伸长量 拉力 |
200N |
400N |
600N |
800N |
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样品A |
1m |
0.50cm2 |
0.02cm |
0.04 cm |
0.06 cm |
0.08 cm |
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样品B |
2m |
0.50 cm2 |
0.08cm |
0.16 cm |
0.24 cm |
0.32 cm |
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样品C |
1m |
1.00 cm2 |
0.01cm |
0.02 cm |
0.03 cm |
0.04 cm |
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样品D |
3m |
0.50 cm2 |
0.18cm |
0.36 cm |
0.54 cm |
0.72 cm |
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样品E |
1m |
0.25 cm2 |
0.04cm |
0.08 cm |
0.12 cm |
0.32 cm |
① 分析样品C的数据可知,其所受拉力F(单位N)与伸长量X(单位m)遵循的函数关系式是__________________________________。
② 对比各样品的实验数据可知,悬索受到的拉力与悬索的伸长量成正比,其比例系数与悬索长度_________________成正比、与悬索的横截面积_______________成正比。