5.(2010·兰州模拟)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很低,熔点会大大地降低,甚至有特殊的磁性质.
现有一纳米合金丝,欲测出其伸长量x与所受到的拉力F、长度L、截面直径D的关系.
(1)测量上述物理量需要的主要器材是:弹簧测力计、刻度尺、螺旋测微器等.
(2)若实验中测量的数据如下表,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)
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长度 L/cm |
伸 长 量 x/cm拉 力 F/N直 径 D/mm |
50.0 |
100.0 |
200.0 |
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5.00 |
0.040 |
0.20 |
0.40 |
0.80 |
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10.00 |
0.040 |
0.40 |
0.80 |
1.60 |
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5.00 |
0.080 |
0.10 |
0.20 |
0.40 |
(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控制变量法(只需写出一种).
(4)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62.5 N.
解析 (2)由题目所给的数据分析可知:当力、直径一定时,伸长量与长度成正比,当力、长度一定时,伸长量与直径成反比,当长度、直径一定时,伸长量与力成正比,有:x=kFL/D(取一组数据验证,式中的系数不为零)