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今年6月7日虎門大橋撞船事故后,全國交通部門加強了對國內(nèi)各種大橋的檢測與維修,某校研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們很想知道每根長50m、橫截圓面積為400cm2的新懸索能承受的最大拉力。由于懸索很長,抗斷拉力又很大,直接測量很困難,同學(xué)們則取了同種材料制成的樣品進行實驗探究。
由胡克定律可知,在彈性限度內(nèi),彈簧的彈力F與形變量x成正比,其比例系數(shù)與彈簧的長度、橫截面積及材料有關(guān)。因而同學(xué)們猜想,懸索可能也遵循類似的規(guī)律。
(1)同學(xué)們準備和《探究彈簧彈力與彈簧伸長量之間關(guān)系》的實驗一樣將樣品豎直懸掛,再在其下端掛上不同重量的重物,完成本實驗。但有同學(xué)說懸索的重力是不可忽略的,為了避免懸索所受重力對實驗的影響,你認為可行的措施應(yīng)該是:
將懸索樣品一端固定并水平放置在光滑水平面上,另一端連接輕繩繞過滑輪懸掛鉤碼
將懸索樣品一端固定并水平放置在光滑水平面上,另一端連接輕繩繞過滑輪懸掛鉤碼

(2)同學(xué)們通過游標卡尺測樣品的直徑測定其截面積,某次測量的結(jié)果如圖所示,則該樣品的直徑為
0.830
0.830
cm;

(3)經(jīng)過同學(xué)們充分的討論,不斷完善實驗方案,最后實驗取得數(shù)據(jù)如下:
樣品 長度 拉力
伸長量
截面積
200N 400N 600N 800N
樣品A 1m 0.50cm2 0.02cm 0.04cm 0.06cm 0.08cm
樣品B 2m 0.50cm2 0.08cm 0.16cm 0.21cm 0.32cm
樣品C 1m 1.00cm2 0.01cm 0.02cm 0.03cm 0.04cm
樣品D 3m 0.50cm2 0.18cm 0.36cm 0.51cm 0.72cm
樣品E 1m 0.25cm2 0.01cm 0.08cm 0.12cm 0.32cm
①分析樣品C的數(shù)據(jù)可知,其所受拉力(單位N)與伸長量X(單位m)遵循的函數(shù)關(guān)系式是
F=2×106x
F=2×106x
。
②對比各樣品的實驗數(shù)據(jù)可知,懸索受到的拉力與懸索的伸長量成正比,其比例系數(shù)與懸索長度的
平方的倒數(shù)
平方的倒數(shù)
成正比、與懸索的橫截面積的大小成正比。

【答案】將懸索樣品一端固定并水平放置在光滑水平面上,另一端連接輕繩繞過滑輪懸掛鉤碼;0.830;F=2×106x;平方的倒數(shù)
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:24引用:4難度:0.5
相似題
  • 1.某同學(xué)用如圖甲所示的裝置做“探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系”實驗時,先測量出不掛砝碼時彈簧下端指針所指的標尺刻度,然后在彈簧下端掛上砝碼,并逐個增加砝碼,分別測量出指針所指的標尺刻度,所得數(shù)據(jù)列表如下:
    砝碼質(zhì)量m(102g) 0 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00
    標尺刻度x/(10-2m0 15.00 18.94 22.82 26.78 30.66 34.60 42.00 54.50
    (1)根據(jù)所測數(shù)據(jù),在圖乙所示的坐標紙上作出彈簧指針所指的標尺刻度x與砝碼質(zhì)量m的關(guān)系曲線;
    (2)根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)和關(guān)系曲線可以判斷,力在
    范圍內(nèi)彈力大小與彈簧伸長關(guān)系滿足胡克定律。這種規(guī)格彈簧的勁度系數(shù)為k=
    N/m。

    發(fā)布:2024/12/29 16:30:1組卷:56引用:2難度:0.1
  • 2.在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系,并測定彈簧的勁度系數(shù)”的實驗中,實驗裝置如圖所示,所用的每個鉤碼的重力相當(dāng)于對彈簧提供了向右恒定的拉力.實驗時先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度,再將5個鉤碼逐個掛在繩子的下端,每次測出相應(yīng)的彈簧總長度.
    (1)有一個同學(xué)通過以上實驗測量后把6組數(shù)據(jù)描點在坐標圖中,請作出F-L圖線.
    (2)由此圖線可得出該彈簧的原長L0=
    cm,勁度系數(shù)k=
    N/m

    發(fā)布:2024/12/29 16:0:1組卷:189引用:25難度:0.1
  • 3.某同學(xué)在做探究彈力和彈簧伸長關(guān)系的實驗中,設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。他先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度,再將5個鉤碼逐個掛在彈簧的下端,每次都測出相應(yīng)的彈簧總長度后計算出彈簧的伸長量,將數(shù)據(jù)填在了下面的表中。(彈力始終未超過彈性限度)
    1 2 3 4 5 6
    彈簧伸長量L(cm) 0 1.00 2.03 3.00 4.20 5.03
    彈力大小F(N) 0 0.29 0.59 0.88 1.18 1.47

    (1)試根據(jù)這些實驗數(shù)據(jù)在上圖給定的坐標紙上,將第5組數(shù)據(jù)代表的點畫在圖上,并作出彈簧所受彈力大小F跟彈簧伸長量之間的函數(shù)關(guān)系圖線
    (2)由圖象可知:彈力大小F跟彈簧伸長量之間滿足
    關(guān)系(填:正比或一次函數(shù)或反比)
    (3)由圖象可求得,彈簧的勁度系數(shù)k=
    N/cm(保留兩位小數(shù))

    發(fā)布:2024/12/29 19:0:2組卷:22引用:2難度:0.7
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