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物理必考用金属制成的线材受到拉力会伸长.现在有一根用新材料制成的金属

更新时间:2024-01-22 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

用金属制成的线材(如钢丝、钢筋)受到拉力会伸长.现在有一根用新材料制成的金属杆,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1/500,由于这一拉力很大,杆又较长,直接测量有困难,选用同种材料制成样品进行测试,通过测试取得数据如下:

长度拉力afy物理好资源网(原物理ok网)

伸长afy物理好资源网(原物理ok网)

截面积

250N500N750N1000N
1m0.05cm20.04cm0.08cm0.12cm0.16cm
2m0.05cm20.08cm0.16cm0.24cm0.32cm
1m0.10cm20.02cm0.04cm0.06cm0.08cm
(1)对样品进行测试时,采用如图装置,这样设计主要应用了______.afy物理好资源网(原物理ok网)

A.模型法B.类比法afy物理好资源网(原物理ok网)

C.分类法D.放大法afy物理好资源网(原物理ok网)

(2)根据测试结果,写出样品的伸长x(m)与材料的长度l(m)、截面积S(m2)及拉力F(N)的函数关系式______afy物理好资源网(原物理ok网)

(3)上述金属细杆承受的最大拉力为______N.

试题答案

解:(1)当外力拉动金属棒时,金属棒伸长,同时带动指针转动;金属棒移动较短的距离,由于指针较长,指针在刻度盘上显示移动较大的刻度,故这是一种放大法.afy物理好资源网(原物理ok网)

(2)根据图示的数据可以发现,金属棒的伸长量x与拉力F、金属棒的长度l成正比,与金属棒的横截面积S成反比.afy物理好资源网(原物理ok网)

由此可以得到其函数关系式:x=k,公式中的k为比例系数.afy物理好资源网(原物理ok网)

确定k的具体数值可以利用表格中的一组具体的数据来解决:afy物理好资源网(原物理ok网)

当长度l为1米,横截面积S为0.05cm2即5×10-6m2,受到250N拉力时,伸长的长度x为4×10-4m.afy物理好资源网(原物理ok网)

将以上数据代入函数关系式得:4×10-4m=k,afy物理好资源网(原物理ok网)

求得比例系数k=8×10-12afy物理好资源网(原物理ok网)

由此得到函数关系式:x=8×10-12afy物理好资源网(原物理ok网)

(3)设该金属细杆的长度为:L,则最大的伸长量为L,横截面积为8×10-5m2,将其代入函数关系式即可求得最大拉力F.afy物理好资源网(原物理ok网)

L=8×10-12afy物理好资源网(原物理ok网)

求得F=20000N.afy物理好资源网(原物理ok网)

故答案为:(1)D;(2)x=8×10-12;(3)20000.afy物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)通过金属棒长度的变化,带动指针偏转,将微小的伸长量放大,由此得到此题的答案.afy物理好资源网(原物理ok网)

(2)根据表格中的数据,可以发现金属棒的伸长与拉力材料长度以及横截面积的关系.afy物理好资源网(原物理ok网)

点评:写出样品的伸长x(m)与材料的长度l(m)、截面积S(m2)及拉力F(N)的函数关系是此题的难点.afy物理好资源网(原物理ok网)

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