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1、简答题 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.现有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,由于这一拉力很大,杆又较长,直接测试有困难,就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L | 拉力F伸长x截面积S | 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 3m 0.05cm2 0.12cm 0.24cm 0.36cm 0.48cm 1m 0.10cm2 0.02cm 0.04cm 0.06cm 0.08cm 1m 0.20cm2 0.01cm 0.02cm 0.03cm 0.04cm
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(1)根据测试结果,推导出线材伸长x与材料的长度L、材料的截面积S及拉力F的函数关系.
(2)在寻找上述关系中,你运用了哪种科学方法?
(3)通过对样品的测试,求出新材料制成的金属细杆能承受的最大拉力.
参考答案:(1)由表格中的数据可得
当金属材料的截面积S、拉力F不变时,金属材料伸长量x与长度L成正比,即x∝L;
当金属材料的截面积S、长度L不变时,金属材料伸长量x与拉力F成正比,即x∝F;
当金属材料的长度L、拉力F不变时,金属材料伸长量x与截面积S成反比,即x∝1S.
综上所述,有x∝FLS
设比例系数为k,则所求的线材伸长量x满足的关系是x=kFLS
取L=1m,S=0.05cm2=5×10-6m2,F=250N,x=0.04cm=4×10-4m
代入上式得k=8×10-12m2/N.?
所以x=8×10-12×FLS? ?
(2)在寻找上述关系中,先运用了控制变量法:找伸长量x与某一个量的关系时先控制其他物理量不变;而后运用了归纳法,总结出最后的结论.?
(3)对新材料制成的金属细杆,长度L=4m,截面积S=0.8cm2=8×10-5m2,
最大伸长量x=41000m=4×10-3m代入导出的公式x=kFLS有?
金属细杆承受的最大拉力是10000N.
答:(1)线材伸长x与材料的长度L、材料的截面积S及拉力F的函数关系是x=8×10-12×FLS.
(2)在寻找上述关系中,运用了控制变量法.
(3)通过对样品的测试,新材料制成的金属细杆能承受的最大拉力是10000N.
本题解析:
本题难度:一般
2、实验题 (10分)
⑴.图中游标卡尺的读数是?mm.螺旋测微器的读数是?mm.

参考答案:⑴7.2? 8.693~8.695
本题解析:由题意可知游标卡尺为10分度,其精确度为0.1mm,其读数为d=7mm+2×0.1mm=7.2mm;螺旋测微器的精确度为0.01mm,其读数为d=8.5mm+19.4×0.01mm=8.694mm.
本题难度:简单
3、选择题 不定项选择
一根弹簧原长10cm,挂上重2N的砝码时,伸长1cm,这根弹簧挂上重8N的物体时,它的长度为(? )
A.4cm
B.14cm
C.15cm
D.44cm
参考答案:B
本题解析:
本题难度:简单
4、填空题 (4分)下图游标卡尺的读数为?cm 螺旋测微器的读数为?mm


参考答案:1.340cm,6.576mm~6.579mm(4分)
本题解析:略
本题难度:一般
5、选择题 下列说法中正确的是?
A.两个互相接触的物体之间一定有弹力作用
B.一个物体静止在另一个物体的表面上,它们之间一定不存在摩擦力的作用
C.两个物体之间如果有弹力的作用,就一定有摩擦力的作用
D.两个物体之间如果有摩擦力的作用,就一定有弹力的作用
参考答案:D
本题解析:相互接触,且发生形变的两物体间才存在弹力作用,A错误,当两个物体具有相对运动趋势时,虽然一个物体静止在另一个物体上,但它们之间存在静摩擦力作用,B错误,两物体间相互接触,接触面粗糙,并且具有相对运动或者相对运动趋势,就会有摩擦力存在,所以C错误,当两个物体之间存在摩擦力时,就一定有弹力存在,D正确。
本题难度:简单