用金属制成的线材(如钢丝、钢筋)受到拉力会伸长.十七世纪英国物理学家胡克发现:金属丝或金属杆在弹性限度内它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

◎ 题目

用金属制成的线材(如钢丝、钢筋)受到拉力会伸长.十七世纪英国物理学家胡克发现:金属丝或金属杆在弹性限度内它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.现在一根用新材料制成的金属杆,长为4m,横截面积为0.8cm2,设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1/1000,问最大拉力多大?由于这一拉力很大,杆又较长,直接测试有困难,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 伸长
拉力




截面积
250N 500N 750N 1000N
1m 0.05cm2 0.04cm 0.08cm 0.12cm 0.16cm
2m 0.05cm2 0.08cm 0.16cm 0.24cm 0.32cm
1m 0.10cm2 0.02cm 0.04cm 0.06cm 0.08cm
(1)测试结果表明线材受拉力作用后其伸长与材料的长度成______ 比,与材料的截面积成______ 比.
(2)上述金属细杆承受的最大拉力为______ N.

◎ 答案

(1)由表格知:
1、当受到的拉力F、横截面积S一定时,伸长量x与样品长度L成正比,①
2、当受到的拉力F、样品长度L一定时,伸长量x与横截面积S成反比,②
3、当样品长度L、横截面积S一定时,伸长量x与受到的拉力F成正比,③
由1、2的结论,可知答案为:正、反.
(2)由①②③三个结论,可以归纳出,x与L、S、F之间存在一定量的比例关系,设这个比值为k,那么有:
x=k?
Fl
s
(k为常数)
  ①
根据图表提供数据代入解得:k=
2
25
×10-10m2/N

由题意知:待测金属杆M承受最大拉力时,其伸长量为原来的
1
1000
,即4×10-3m;
此时 S=0.8cm2=8×10-5m2,L=4m;代入上面的公式①解得:F=10000N.
故答案为:10000.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“用金属制成的线材(如钢丝、钢筋)受到拉力会伸长.十七世纪英国物理学家胡克发现:金属丝或金属杆在弹性限度内它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…”主要考查了你对  【实验:探究弹力与弹簧伸长的关系】  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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