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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...

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,理论与实践都表明k=,其中Y是一个由材料决定的常数,材料力学上称之为杨氏模量。用如图所示的实验装置可以测量出它的劲度系数k的值。下面的表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录。

拉力F/N

5

10

15

20

25

伸长量x/cm

1.6

3.2

4.7

6.4

8.0

(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)请根据表格中的数据做出F–x图象。由图象求得该橡皮筋的劲度系数为_______N/m(保留两位有效数字)。

 

(1)D (2)如图所示 3.1×102   【解析】(1)根据表达式k=,得Y=,k的单位是N/m,L的单位是m,S的单位是m2,所以Y的单位是N/m2,也就是Pa,故选D。 (2)F–x图线的斜率表示劲度系数,则k==3.1×102 N/m。  
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考点分析:
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(2017·北京二中高一期中)在“探究弹力和弹簧伸长关系”的实验中,某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端,进行测量,利用描点法作出了所挂钩码的重力G与弹簧总长L的关系图象,如图所示根据图象回答以下问题

(1)弹簧的原长为________cm。

(2)弹簧的劲度系数为________N/m。

(3)分析图象,总结出弹簧弹力F跟弹簧总长度L之间的关系式为___________。

 

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(1)某次研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系实验时得到如图a所示的F–L图象,由图象可知:弹簧原长L0=_______cm,弹簧的劲度系数k=________N/m。

(2)如图b的方式挂上钩码(已知每个钩码重G=1 N),使(1)中研究的弹簧压缩,稳定后指针指示如图b,则指针所指刻度尺示数为______cm;由此可推测图b中所挂钩码的个数为______个。

 

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(2017·太原高一期末在探究“弾力与弹簧伸长的关系”通过在悬挂弹簧下面加钩码,逐渐使弹簧伸长,得到以下数据:

(1)由数据在坐标系中作出Fx 图象

(2)由图线可知,弹力F 与弹簧伸长x 的关系是_____________________________。

(3)由图线可求得弹簧的劲度系数k= _____N/m。

 

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(2017·福建南安一中高三模拟某实验小组做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验实验时,先把弹簧平放在桌面上,用刻度尺测出弹簧的原长L0=4.6 cm,再把弹簧竖直悬挂起来,在下端挂钩码,每增加一只钩码均记下对应的弹簧的长度x,数据记录如表所示

(1)根据表中数据在图中作出Fx图象;

(2)由此图线可得,该弹簧劲度系数k= ______ N/m;(结果保留2位有效数字)

(3)图线与x轴的交点坐标大于L0的原因是_________________________________

 

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(2017·河北保定高一期末)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,某同学采用的实验装置如下图所示,弹簧弹力的大小等于所挂钩码的重力大小。实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度L0,再将5个钩码逐个挂在绳子的下端,每次测出相应的弹簧总长度L,总共获得了6组实验数据。

(1)该同学把6组数据对应的点标在图象中,请你根据这些数据点作出FL图线;

(2)由此图线可以得出该弹簧的自然长度L0=________cm,劲度系数k=________ N/m计算结果保留两位有效数字

(3)该同学实验时把弹簧水平放置,与弹簧竖直悬挂相比较:

优点是________________________;

缺点是________________________。

 

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