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科学研究表明:在一定范围内,金属杆的伸长与它所受的拉力成正比.现在,我们要知道一根长度为2m,横截面积为0.20cm2的金属杆A,最大伸长0.08cm时所能承受的拉力,但是直接对A进行测试有困难

物理试题 02-12
科学研究表明:在一定范围内,金属杆的伸长与它所受的拉力成正比.现在,我们要知道一根长度为2m,横截面积为0.20cm2的金属杆A,最大伸长0.08cm时所能承受的拉力,但是直接对A进行测试有困难,因此我们就对同种材料制成的不同规格的样品进行了测试.测试中,所用拉力始终为1000 N,测得的数据如下表,请回答:
 

 


长度L/m

横截面积S/cm2

伸长△L/cm

1

0.05

0.16

4

0.10

0.32

1

0.10

0.08

2

0.05

0.32

4

0.20

0.16

(l)在对样品进行测试时,采取如图所示的装置,这主要运用了 (    )
A、模型法    B、类比法    C、分类法    D、放大法
(2)分析数据可知,金属杆伸长的长度与金属杆的长度成____,与金属杆的横截面积成________.(填“正比”或“反比”)
(3)金属杆A所能够承受的最大拉力为_______N.
【答案】    (1). D    (2). 正比    (3). 反比    (4). 1000
【解析】
【分析】
(1)通过金属棒长度的变化,带动指针偏转,将微小的伸长量放大
(2)应用控制变量法,分析表中实验数据,得出金属杆伸长量与长度、与横截面积的关系.
(3)要求金属杆L能够承受的最大拉力,可利用“在一定范围内,金属杆的伸长与它所受到的拉力成正比”这一规律建立等式,设未知量,联立方程.
【详解】(1)当外力拉动金属棒时,金属棒伸长,同时带动指针转动;金属棒移动较短的距离,由于指针较长,指针在刻度盘上显示移动较大的刻度,故这是一种放大法.选D.
(2)由表中第1组与第4组实验数据(或第2组与第3组实验数据)可知,金属杆伸长的长度与金属杆的长度成正比;
由表中第1组与第3组(或第2组与第5组)实验数据可知,金属杆伸长的长度与金属杆的横截面积成反比.
(3)金属杆受到拉力会伸长,在一定范围内,金属杆伸长的长度与金属杆的长度成正比,与金属杆的横截面积成反比;
因此金属杆的伸长量;
将表中第1组实验数据代入,
得:…①,
设金属杆A承受的最大拉力是F,把△L=0.08cm=0.0004m,L=2m,S=0.2cm2,代入关系式,
得:…②,
两式联立解得:F=1000N.

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