题型:实验探究题 题类:常考题 难易度:普通
湖北省武汉二中2016-2017学年高一上学期物理期中考试试卷
橡皮筋也像弹簧一样,在弹性限度范围内,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是一个由材料本身性质决定的常数,材料力学上称之为杨氏模量.有一段横截面为圆形的橡皮筋,应用如图甲所示的实验装置,可以测量出它的杨氏模量Y的值.首先利用测量工具a测得橡皮筋的长度L=20.00cm,利用测量工具b测得橡皮筋未受到拉力时的直径D=4.000mm.
下表为橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录,
拉力F(N) | 5.0 | 10.0 | 15.0 | 20.0 | 25.0 |
伸长量x(cm) | 1.60 | 3.20 | 4.70 | 6.40 | 8.00 |
弹簧自然悬挂,待弹簧竖直时,长度记为L自 , 弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为L0;在砝码盘中每次增加10g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6 , 数据如下表表:
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砝码质量m×10﹣3kg | 0 | 30 | 60 | 90 | 120 | 150 |
弹簧总长度l×10﹣2m | 6.0 | 7.2 | 8.4 | 9.6 | 10.8 | 12.0 |
悬挂钩码个数 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
力F/N | 3.00 | 3.80 | 4.59 | 5.39 | 6.19 | 6.98 | 7.79 |
位移L/cm | 18.6 | 19.6 | 20.6 | 21.6 | 22.8 | 23.8 | 24.9 |
实验过程中在位移发射器的挂钩上依次挂上钩码,如图,待稳定后通过电脑采集力传感器和位移传感器的数据。力传感器记录力F,位移传感器记录发射端到接收端的距离L(两个端口间的位移可以看成竖直方向),采集到的数据如上表。
(1)悬挂钩码数为4时,由悬挂的所有钩码引起的弹簧伸长量为{#blank#}1{#/blank#}cm;
(2)为了探究弹簧弹力和伸长量的关系,实验小组成员将悬挂1至6个钩码时的力和位移分别减去未悬挂钩码时的力和位移,通过电脑拟合得到的关系图像;由图像可得弹簧的劲度系数k={#blank#}2{#/blank#}N/m;(结果保留小数点后一位)
(3)取下所有钩码,用手托住位移发射器,使位移发射器恰对弹簧无抗力,发现此时位移传感器采集到的数据为15.8cm,由此可计算位移发射器所受重力为{#blank#}3{#/blank#}N。(结果保留小数点后两位)
试题篮