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          精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情
          
			
          
				精英家教網橡皮筋像彈簧一樣，也遵守胡克定律，即在彈性限度內伸長量△x與彈力F成正比，可表達為F=k△x，某同學用鐵架臺、刻度尺、鉤碼和待測橡皮筋組成如圖1所示裝置，測定橡皮筋的勁度系數足，通過改變鉤碼個數測得一系列彈力F與橡皮筋總長度x的值，并作出F一x圖象如圖2．請回答下列問題：
          （1）若將圖線延長與F軸相交，該交點的物理意義是
           
          ．
          （2）由圖線計算得該橡皮筋的勁度系數為
           
          ；
          （3）橡皮筋的勁度系數是的值與橡皮筋未受到拉力時的長度L、橫截面積S有關，理論與實際都表明k=
          YSL
          ，其中Y是一個由材料決定的常數，材料力學上稱之為楊氏模量．已知該實驗所測橡皮筋未受到拉力時圓形橫截面的直徑D=4.00mm，則其楊氏模量Y=
           
          ．			
          


			
          

		
          
		
		
	
          
		
          
			
          
				
          
				
          分析：根據胡克定律得出彈力F與橡皮筋總長度x的關系式，結合F一x圖象求解圖線延長與F軸交點的物理意義和勁度系數．
          根據k=
          YS
          L
          求出楊氏模量Y．
          解答：解：（1）根據F一x圖象得到橡皮筋總長度x=6cm時，彈簧的彈力F=0，彈簧處于原長，彈簧的原長為6cm，
          將圖線延長與F軸相交，該交點對應的橡皮筋總長度x=5cm，所以該交點的物理意義是相當于彈簧壓縮1cm時的彈力．
          （2）根據胡克定律F=k△x得出彈力F與橡皮筋總長度x的關系式：F=k（x-l0），
          圖象的斜率大小等于勁度系數大小，由圖象求出勁度系數為k=
          △F
          △x
          =24N/m．
          （3）根據k=
          YS
          L
          得：
          楊氏模量Y=
          KL
          S
          =
          24×0.06
          π(
          0.004
          2
          )          2
          =1.15×105N/m2．
          故答案為：（1）相當于彈簧壓縮1cm時的彈力
          （2）24N/m
          （3）1.15×105N/m2
          點評：本題結合圖象考查了胡克定律的基礎知識，是一道考查基礎知識的好題．要求學生具有一定的根據實驗數據獲取信息的能力．同時要掌握F-x圖線的斜率表示勁度系數．
          				
          
							
          
			
          
			
          
			
			
          
		
          
	
          

		
          

		





			
          
		
          
		
				
          
				練習冊系列答案
		
          
		
				
			

					
          
				相關習題
			
          
						
		
          
			
          
				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          （2012?東城區(qū)模擬）橡皮筋也像彈簧一樣，在彈性限度內伸長量x與彈力F成正比，即F=kx，k的值與橡皮筋未受到拉力時的長度L、橫截面積S有關，理論與實際都表明k=
          YS
          L
          ，其中Y是一個由材料決定的常數，材料力學上稱之為楊氏模量．
          （1）在國際單位中，楊氏模量Y的單位應該是
          D
          D
          ．     
          A． N       B． m   
          C． N/m     D． Pa
          （2）在一段橫截面積是圓形的橡皮筋，應用如圖（甲）所示的實驗裝置可以測量出它的楊氏模量Y的值，首先利用毫米刻度尺測得橡皮筋的長度L=20.00cm，利用測量工具a測得橡皮筋未受到拉力時的直徑D=4.000mm，那么測量工具a應該是
          螺旋測微器
          螺旋測微器

          （3）用如圖（甲）所示的裝置就可以測出這種橡皮筋的Y值，下面的表格是橡皮筋受到的拉力F與伸長量x的實驗記錄．處理數據時，可在圖（乙）中作出F-x的圖象，由圖象可求得該橡皮筋的勁度系數k=
          3.1×102
          3.1×102
          N/m．（保留兩位有效數字）
          

          


          
拉力F（N）
5
10
15
20
25
          

          
伸長量x（cm ）
1.6
3.2
4.8
6.4
8
          （4）這種橡皮筋的楊氏模量Y=
          5×106Pa
          5×106Pa
          ．（保留一位有效數字）
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          橡皮筋也像彈簧一樣，在彈性限度內，彈力F與伸長量x成正比，即F=kx，k的值與橡皮筋未受到拉力時的長度L、橫截面積S有關．理論與實踐都表明k=
          YS
          L
          ，其中Y是一個由材料決定的常數，材料力學上稱之為楊氏模量．
          （1）在國際單位中，楊氏模量Y的單位應該是
          D
          D
          ．
          A．N    B．m    C．N/m    D．Pa（N/m2）
          （2）有一段橫截面積是圓形的橡皮筋，應用圖1所示的裝置測量它的楊氏模量Y的值首先利用刻度尺測量橡皮筋未受拉力時的長度如圖2所示，則L=
          20.00cm
          20.00cm
          ；然后利用測量工具a測得橡皮筋未受到拉力時的直徑D=4，000mm，那么測量工具a應該是
          螺旋測微器
          螺旋測微器
          ．

          （3）下表是橡皮筋受到的拉力F與伸長量x的實驗記錄：
          

          


          
拉力F（N）
5.1
10.0
14.9
20.1
25.0
          

          
伸長量x（mm）
16.0
31.9
47.1
63.8
80.0

          請在圖3中作出F-x圖象，由圖象可求得該橡皮筋的勁度系數k=
          313N/m
          313N/m
          ．（保留3位有效數字）
          （4）這種橡皮筋的Y=
          4.98×106Pa
          4.98×106Pa
          ．（保留3位有效數字）
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          （2013?威海模擬）橡皮筋也像彈簧一樣，在彈性限度內伸長量x與彈力F成正比，即F=kx，k的值與橡皮筋未受到拉力時的長度L、橫截面積S有關．理論與實驗都表明k=
          YSL
          ，其中Y是由材料決定的常數，材料力學中稱之為楊氏模量．
          ①在國際單位中，楊氏模量Y的單位應該是
          d
          d

          a． N     b． m   c． N/m      d．N/m2
          ②有一段橫截面是圓形的橡皮筋，應用刻度尺和螺旋測微器分別測量它的長度和直徑如圖1和2所示，刻度尺的
          讀數為
          11.98
          11.98
          cm，螺旋測微器的讀數為
          3.998
          3.998
          mm．
          ③小華通過實驗測得該橡皮筋的一些數據，做出了外力F與伸長量x之間的關系圖象如圖3所示．由圖象
          可求得該橡皮筋的勁度系數k=
          3.1×102
          3.1×102
          N/m （結果保留兩位有效數字）．圖象中圖線發(fā)生彎曲的原因是
          橡皮筋受力超出其彈性限度，不再遵循伸長量x與彈力F成正比的規(guī)律
          橡皮筋受力超出其彈性限度，不再遵循伸長量x與彈力F成正比的規(guī)律
          ．
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          精英家教網橡皮筋也像彈簧一樣，在彈性限度內，伸長量x與彈力F成正比，即F=kx，k的值與橡皮筋未受到拉力時的長度L、橫截面積S有關，理論與實踐都表明k=YS/L，其中Y是一個由材料決定的常數，材料力學中稱之為楊氏模量．
          （1）有一段橫截面是圓形的橡皮筋，應用如圖甲所示的實驗裝置可以測量出它的楊氏模量Y的值．下表為橡皮筋受到的拉力F與伸長量x的實驗記錄，請在圖乙中作出F-x圖象．
          

          


          
拉力F/N
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
          

          
伸長量x/cm
1.60
3.20
4.80
6.40
8.00
          （2）由以上實驗可求出該橡皮筋的K值為
           
          N/m（保留兩位有效數字）．
          （3）某同學在家中用三根相同的橡皮筋（遵循胡克定律）來探究合力的方法，如圖所示．
          

			
          

			
          
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