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的值与橡皮筋的原长L、横截面积S有关,理论与实验都证明,其中Y是由材料决定的常数,材料力学中称之为杨氏模量
(1)在国际单位中,杨氏模量Y的单位应为_______.
A.N | B.m | C.N/m | D. |
(2)某同学通过实验测得该橡皮筋的一些数据,做出了外力F与伸长量x之间的关系图像如图所示,由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k=_____________ N/m
(3)若橡皮条的原长为10.0cm,面积为1.0,则该橡皮筋的杨氏模量Y的大小是_________(只填数字,单位取(1)中正确单位,结果保留两位有效数字)
.某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,将画有坐标轴(横轴为x轴,纵轴为y轴,最小刻度表示1 mm)的纸贴在水平桌面上,如图(a)所示.将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外),另一端P位于y轴上的A点时,橡皮筋处于原长.
(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O,此时拉力F的大小可由测力计读出.测力计的示数如图(b)所示,F的大小为4.0 N.
(2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A点;现使用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将P端拉至O点.此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2 N和F2=5.6 N.
(ⅰ)用5 mm长度的线段表示1 N的力,以O为作用点,在图(a)中画出力F1、F2的图示,然后按平行四边形定则画出它们的合力F合;(____)
(ⅱ)F合的大小为________N,F合与拉力F的夹角的正切值为________.
若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内,则该实验验证了力的平等四边行定则
图甲是某同学验证动能定理的实验装置。其步骤如下:
A.易拉罐内盛上适量细沙,用轻绳通过滑轮连接在小车上,小车连接纸带。合理调整木板倾角,让小车沿木板匀速下滑。
B.取下轻绳和易拉罐,测出易拉罐和细沙的质量m1以及小车质量m2。
C.撤去细绳和易拉罐后,换一条纸带,让小车由静止释放,打出的纸带如图乙(中间部分未画出),O为打下的第一点。己知打点计时器的打点时间间隔为T,重力加速度为g。
(1)步骤C中小车所受的合外力大小为___
(2)为验证从O—C过程中小车合外力做功与小车动能变化的关系,测出BD间的距离为,OC间距离为,则C点速度大小为___,需要验证的关系式为____ (用所测物理量的符号表示)。
某同学利用如图甲所示的装置探究物体的加速度a与所受合力F的关系。
图甲
①打点计时器使用的电源是______(选填选项前的字母)。
A.交流电源 B.直流电源
②他用小木块将长木板无滑轮的一端垫高,目的是平衡摩擦力。具体操作是:把木板垫高后,小车放在木板上,在不挂小桶且计时器______(选填“打点”或“不打点”)的情况下,轻推一下小车,若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其它阻力的影响。
实验时保持小桶和砝码的总质量远小于小车的质量,其目的是____(选填选项前的字母)。
A.小车所受的拉力近似等于小车所受的合力
B.小车所受的拉力近似等于小桶和砝码的总重力
C.保证小车运动的加速度不超过当地重力加速度
③图乙是实验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。相邻的计数点之间的距离分别为: 。已知打点计时器的工作频率为50Hz,则小车的加速度a=________(结果保留两位有效数字)。
图乙
④另一位同学也利用图甲所示的装置做实验。他保持小桶和砝码的质量不变,改变放在小车中砝码的质量m,测出对应的加速度a。假设已经完全消除了摩擦力和其它阻力的影响。他没有测量小车的质量,而是以为纵坐标,m为横坐标,画出图像。从理论上分析,下列图像正确的是_______。
A B C D
利用如图1所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系.小车的质量为M=200.0g,钩码的质量为m=10.0g,打点计时器的电源为50Hz的交流电.
(1)挂钩码前,为了消除摩擦力的影响,应调节木板右侧的高度,直至向左轻推小车观察到_____.
(2)挂上钩码,按实验要求打出的一条纸带如图2所示.选择某一点为O,一次每隔4个计时点取一个计数点.用刻度尺量出相邻计数点间的距离△x,记录在纸带上.计算打出各计数点时小车的速度v,其中打出计数点“1”时小车的速度v1=_____m/s.
(3)将钩码的重力视位小车受到的拉力,取g=9.80m/s2,利用W=mg△x算出拉力对小车做的功W.利用Ek=Mv2算出小车动能,并求出动能的变化量△Ek.计算结果见下表.
W/×10﹣3J | 2.45 | 2.92 | 3.35 | 3.81 | 4.26 |
△Ek/×10﹣3J | 2.31 | 2.73 | 3.12 | 3.61 | 4.00 |
请根据表中的数据,在答题卡的方格纸上作出△Ek﹣W图象.
(4)实验结果表明,△Ek总是略小于W.某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的.用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F=_____.
如图所示,为“研究匀变速直线运动规律”实验中获得的一条纸带,已知打点计时器的频率为50 Hz,采用逐差法求得加速度的大小a=________m/s2。(结果保留两位小数)