问题
实验题
橡皮筋也像弹簧一样,在弹性限度内,伸长量x与弹力F成正比,即F=kx,k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关。理论和实践都表明k=YS/L,其中Y是一个由材料决定的常数,材料力学中称之为杨氏模量
(1)在国际单位制中,杨氏模量Y的单位应该是( )
A.N
B.m
C.N/m
D.Pa(2)有一段横截面为圆形的橡皮筋,应用如图(a)所示的实验装置,可以测量出
它的杨氏模量Y的值.首先利用测量工具a测得橡皮筋的长度L="20.00" cm,利用测量工具b测得橡皮筋未受到拉力时的直径D=4.000mm,那么测量工具a和b应分别为__________________、_____________。
(3)用如图(a)所示的装置就可以测量出这种橡皮筋的Y值,表中为橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录,已在图(b)中作出F-x的图象。
拉力F(N) | 5.0 | 10.0 | 15.0 | 20.0 | 25.0 |
伸长量x(cm) | 1.60 | 3.20 | 4.80 | 6.40 | 8.00 |
答案
(1)D (2)毫米刻度尺 螺旋测微器 (3)
题目分析:(1)由可得
,其中K、L、S国际单位制中的单位分别为,
,所以Y单位为Pa,D选项正确。
(2)利用毫米刻度尺测量橡皮筋的长度,利用螺旋测微器测量橡皮筋的直径。
(3)由F-x的图象可知,,由
可得
,
根据图表提供数据代入解得:.
点评:本题的难度很大,题中共涉及4个变量,在解题过程中,综合应用了控制变量法、归纳法、比值定义法来进行分析、解答,对同学的综合素质要求很高,是一道考查能力的好题.