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人们在日常生产中已经体会到,用金属制成的线材(如钢丝、钢筋)受到拉力会伸长.其实,早在17世纪英国物理学家胡克就发现,金属丝或金属杆在弹性限度内的伸长与拉力成正比,这

网友投稿  2022-10-16 00:00:00  零零社区

◎ 题目

人们在日常生产中已经体会到,用金属制成的线材(如钢丝、钢筋)受到拉力会伸长.其实,早在17世纪英国物理学家胡克就发现,金属丝或金属杆在弹性限度内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.现有一根用新材料制成的金属杆,长为4 m,横截面积为0.8 cm2,设计要求它受到拉力后的伸长量不超过原长的,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L
拉力F伸长x横截面S
250 N
500 N
750 N
1000 N
1 m
0.05 cm2
0.04 cm
0.08 cm
0.12 cm
0.16 cm
2 m
0.05 cm2
0.08 cm
0.16 cm
0.24 cm
0.32 cm
3 m
0.05 cm2
0.12 cm
0.24 cm
0.36 cm
0.46 cm
4 m
0.10 cm2
0.08 cm
0.16 cm
0.22 cm
0.32 cm
4 m
0.20 cm2
0.04 cm
0.08 cm
0.12 cm
0.16 cm
(1)请根据测试结果,推导出伸长量x与材料的长度L、材料的横截面积S及拉力F之间的函数关系.(形式为x=________)
(2)通过对样品的测试,求出现有金属杆在不超过设计要求伸长量前提下能承受的最大拉力.(写出过程)
(3)在表中把有明显误差的数据圈出来.

◎ 答案

(1) x=k·,其中k=8×10-12m2/N (2) 104 N (3)有明显误差的数据是(3 m,1000 N)时的0.46 cm,应为0.48 cm;(4 m,750 N)时的0.22 cm,应为0.24 cm.

◎ 解析

(1)根据测试结果,可推导关系x=k·,其中k=8×10-12m2/N;
(2)设计要求材料受到拉力后的伸长量不超过原长的,所以现有金属杆最大伸长量xm=0.4 cm;
由(1)中公式得,现有金属杆在不超过设计要求伸长量前提下能承受的最大拉力Fm,代入数据解得Fm=104N;
(3)有明显误差的数据是(3 m,1000N)时的0.46 cm,应为0.48 cm;(4 m,750N)时的0.22 cm,应为0.24 cm.

◎ 知识点

    专家分析,试题“人们在日常生产中已经体会到,用金属制成的线材(如钢丝、钢筋)受到拉力会伸长.其实,早在17世纪英国物理学家胡克就发现,金属丝或金属杆在弹性限度内的伸长与拉力成正比,这…”主要考查了你对  【弹力的产生、方向和种类】,【弹力的大小、胡克定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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