歸納式探究--研究金屬桿的伸長
科學研究表明：金屬桿的伸長與受到的拉力、長度、橫截面積有關；在一定范圍內(nèi)，相同條件下的金屬桿的伸長與它所受的拉力成正比．現(xiàn)在，我們要知道一根長度為2.5m、橫截面積為0.8cm2的金屬桿A，最大伸長0.4cm時所能承受的拉力．但是直接對A進行測試有困難，因此我們就對同種材料制成的不同規(guī)格的樣品進行了測試．測試中，所用拉力始終為1000N，測得的數(shù)據(jù)如下表．請回答：
次數(shù) 長度l/m 橫截面積S/cm2 伸長△l/cm
1 1 0.05 0.16
2 4 0.10 0.32
3 1 0.10 0.08
4 2 0.05 0.32
5 4 0.20 0.16
①在對樣品進行測試時，采取如圖裝置，這主要運用
放大
放大
法
②金屬桿伸長的長度△l=k
FL
S
FL
S
，其中，常數(shù)k=
8×10-6
8×10-6
 cm3/（N．m）
③金屬桿A所能夠承受的最大拉力為
1.6×104
1.6×104
N．
分析：（1）通過金屬棒長度的變化，帶動指針偏轉，將微小的伸長量放大
（2）應用控制變量法，分析表中實驗數(shù)據(jù)，得出金屬桿伸長量與長度、與橫截面積的關系．
（3）根據(jù)金屬桿承受拉力的表達式，把桿A的數(shù)據(jù)代入公式即可求出最大拉力．
解答：解：（1）當外力拉動金屬棒時，金屬棒伸長，同時帶動指針轉動；金屬棒移動較短的距離，
由于指針較長，指針在刻度盤上顯示移動較大的刻度，故這是一種放大法．
（2）由題意可知，金屬桿受到拉力會伸長，在一定范圍內(nèi)，金屬桿的伸長△l與它所受到的拉力F成正比；
由表中實驗序號為1、3或2、5的實驗數(shù)據(jù)可知，金屬桿的伸長量△l與橫截面積S成反比；
由表中實驗序號為1、4或2、3的實驗數(shù)據(jù)可知，金屬桿的伸長量△l與金屬桿的長度l成正比；
由此可知，△l=k
FL
S
，將第一組實驗數(shù)據(jù)代入解得：
k=
S△l
FL
=
0.05×10-4m2×0.16×10-2m
1000N×1m
=8×10-12m3/（N?m）=8×10-6cm3/（N?m）
（3）由△l=k
FL
S
可知，金屬桿受到的拉力：F=
S△l
kL
，金屬桿A承受的最大拉力：
F=
S△l
kL
=
0.8×10-4m2×0.4×10-2m
8×10-12m3/(N?m)×2.5m
=1.6×104N．
故答案為：①放大；②
FL
S
；8×10-6；③1.6×104．
點評：本題通過提供信息，考查學生分析數(shù)據(jù)的能力，會利用控制變量法分析得結論，會利用等量關系列方程解題．
練習冊系列答案
相關習題

科目：初中物理 來源： 題型：

（2013?青島）歸納式探究---研究電子在電場中的偏轉：

如圖1，給兩塊等大、正對、靠近的平行金屬加上電壓，兩板之間就有了電場．若將電子沿著平行于兩板的中線方向入射到電場中，電子就會發(fā)生偏轉．若兩板間距為d，板長為L，所加的電壓為U，電子入射初速度為v0，離開電場時偏移的距離為y，則經(jīng)研究得到如下數(shù)據(jù)：
 次數(shù)  d/m  L/m  U/V  v0/（m?s-1） y/m 
 1  4×10-2  0.2  40  1×107 3.6×10-2
 2  8×10-2  0.2  40  1×107  1.8×10-2
 3  4×10-2  0.1  40  1×107  0.9×10-2
 4 8×10-2  0.2  160  1×107  7.2×10-2
5   8×10-2  0.2  240  2×107  2.7×10-2
（1）y=k
UL2
dv02
UL2
dv02
，其中k=
9×1010m2/（V?s2）
9×1010m2/（V?s2）
（填上數(shù)值和單位）．將數(shù)據(jù)表格形式變成公式形式，運用了
等價轉換
等價轉換
法．
（2）相同情況下，電子的入射速度越大，偏移距離越
小
小
．它們間的關系可以用圖象2中的圖線
b
b
表示．
（3）現(xiàn)有兩塊平行相對的長度為5cm，間距為1cm的金屬板，為了讓初始速度為3×107m/s的電子從一端沿兩板間中線方向入射后，剛好能從另一端的金屬板邊緣處射出，需要加
200
200
V的電壓．

查看答案和解析>>

科目：初中物理 來源： 題型：

（2011?青島）歸納式探究--研究彈簧的剛性系數(shù)：
我們知道，彈簧受到的拉力越大，彈簧伸長的長度就越大．但是，用同樣大小的力去拉兩只不同的彈簧，伸長的長度不同，這說明彈簧有“軟”、“硬”之分，容易被拉伸的彈簧比較軟，反之比較硬．彈簧的軟硬用它的剛性系數(shù)來表示．剛性系數(shù)越大，彈簧越硬．
為了研究彈簧的剛性系數(shù)與哪些因素有關，通過有關實驗探究，取得數(shù)據(jù)如下（其中：S為制造彈簧的金屬絲的橫截面積，n為彈簧的匝數(shù)，r為彈簧的半徑，A為彈簧的剛性系數(shù)）：
材料 S/m2 n r/m A/（N?m-1）
銅 3×10-6 100 1×10-2 90
鋼 3×10-6 100 1×10-2 180
銅 6×10-6 100 1×10-2 360
鋼 3×10-6 200 1×10-2 90
銅 6×10-6 100 2×10-2 45
（1）A=k
S2
nr3
S2
nr3
，其中k與制造彈簧的材料有關，材料不同，k值一般不同．上述實驗中鋼的k值k鋼=
2×109N/m2
2×109N/m2
（填上數(shù)值和單位）．將數(shù)據(jù)變成公式，運用的是
等價變換
等價變換
法．
（2）用粗細相同的銅絲做成半徑相同但匝數(shù)不同的彈簧，則彈簧的剛性系數(shù)和匝數(shù)的關系可以用圖象中的圖線
b
b
表示．
（3）如果用粗細相同的銅絲和鋼絲做成匝數(shù)和半徑相同的彈簧，都用1ON的力拉伸時，
用
銅
銅
做成的彈簧變得更長．
（4）用橫截面積為9×l0-6m2的鋼絲制成一個60匝、剛性系數(shù)為100N/m的彈簧，則該彈簧的半徑為
3×10-2
3×10-2
m．

查看答案和解析>>

科目：初中物理 來源：2013年初中畢業(yè)升學考試（山東青島卷）物理（帶解析） 題型：綜合題

歸納式探究—研究電子在電場中的偏轉:
如圖，給兩塊等大、正對、靠近的平行金屬板加上電壓，兩板之間就有了電場。若將電子沿著平行于兩板的中線方向入射到電場中，電子就會發(fā)生偏轉。若兩板間距為d，板長為乙，所加的電壓為U，電子入射初速度為V0，離開電場時偏移的距離為Y，則經(jīng)研究得到如下數(shù)據(jù):


(1)  y=k，其中k=        (填上數(shù)值和單位)。將數(shù)據(jù)表格形式變成公式形式，運用了     法。
(2)相同情況下，電子的入射初速度越大，偏移距離越_。它們間的關系可以用圖像中的圖線_表示。

(3)現(xiàn)有兩塊平行相對的長度為5cm、間距為l cm的金屬板，為了讓初速度為3×107m/s的電子從一端沿兩板間中線方向入射后，剛好能從另一端的金屬板邊緣處射出，需要加_V的電壓。

查看答案和解析>>

科目：初中物理 來源：2013年初中畢業(yè)升學考試（山東青島卷）物理（解析版） 題型：綜合題

歸納式探究—研究電子在電場中的偏轉:

如圖，給兩塊等大、正對、靠近的平行金屬板加上電壓，兩板之間就有了電場。若將電子沿著平行于兩板的中線方向入射到電場中，電子就會發(fā)生偏轉。若兩板間距為d，板長為乙，所加的電壓為U，電子入射初速度為V0，離開電場時偏移的距離為Y，則經(jīng)研究得到如下數(shù)據(jù):

(1)  y=k，其中k=        (填上數(shù)值和單位)。將數(shù)據(jù)表格形式變成公式形式，運用了     法。

(2)相同情況下，電子的入射初速度越大，偏移距離越_。它們間的關系可以用圖像中的圖線_表示。

(3)現(xiàn)有兩塊平行相對的長度為5cm、間距為l cm的金屬板，為了讓初速度為3×107m/s的電子從一端沿兩板間中線方向入射后，剛好能從另一端的金屬板邊緣處射出，需要加_V的電壓。

 

查看答案和解析>>

同步練習冊答案