题文
17世纪英国物理学家胡克发现:在弹性限度内,弹簧的形变量与弹力成正比,这就是著名的胡克定律.受此启发,一组同学研究“金属线材伸长量与拉力的关系”的探究过程如下:
A.他们认为:横截面为圆形的金属丝或金属杆在弹性限度内,其伸长量与拉力成正比,与横截面半径成反比.
B.他们准备选用一些“由同种材料制成的不同长度、不同半径的线材”作为研究对象,用螺旋测微器、激光测距仪、传感器等比较精密的仪器测量线材的有关数据,以验证假设.
C.通过实验取得如下数据:
长度拉力伸长直径250.00N500.00N750.00N1000.00N1.00m2.520mm0.40mm0.81mm1.19mm1.60mm2.00m2.520mm0.80mm1.59mm2.41mm3.21mm1.00m3.563mm0.21mm0.40mm0.61mm0.80mmD.同学们对实验数据进行分析、归纳后,对他们的假设进行了补充完善.
(1)上述科学探究活动的几个环节中,属于“制定计划”和“收集证据”的环节分别是(填字母代号)______、______;
(2)请根据上述数据分析他们的假设是否全部正确?若有错误或不足,请给予修正.______;
(3)求出这种线材的伸长量X与拉力F以及材料的长度L、横截面积s之间的定量关系式(要求出定量关系式中比例系数的国际单位和数值).
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)确定研究对象,选取实验器材属“制定计划”;实验过程和测量数据属“搜集证据”.研究伸长量x与拉力F、长度L、直径D的关系时,采用控制变量法,比如长度、直径不变,再研究伸长量与力的关系,这种方法称为控制变量法.这是物理实验中的一个重要研究方法.
属于“制定计划”和“搜集证据”的环节分别是B和C.
(2)他们的假设不是全部正确.在弹性限度内,金属丝的伸长量与拉力成正比,与截面半径的平方成反比,还与金属丝的长度成正比.
(3)种线材的伸长量与拉力以及材料的长度、截面积之间的关系式为:
x=kFLS
k=xSFL,代入数据解得:k=8.0×10-12m2/N.
故答案为:(1)B、C
(2)他们的假设不是“全部正确”.
根据上述数据分析可知:在弹性限度内,金属丝的伸长量与拉力成正比,与横截面半径的平方成反比,还与金属丝的长度成正比;
(3)x=kFLS式中:k=xSFL=8.0×10-12m2/N
解析
kFLS
考点
据考高分专家说,试题“17世纪英国物理学家胡克发现:在弹性限度.....”主要考查你对 [实验:探究弹力与弹簧伸长的关系 ]考点的理解。
实验:探究弹力与弹簧伸长的关系
探究弹力与弹簧伸长的关系:
实验目的:
1、探究弹力与弹簧的伸长量的定量关系。
2、学会利用图象研究两个物理量之间的关系的方法。
实验原理:
1、如图所示,弹簧在下端悬挂钩码时会伸长,平衡时弹簧产生的弹力与重力大小相等。 
2、用刻度尺测出弹簧在不同的钩码拉力下的伸长量x,建立坐标系,以纵坐标表示弹力大小F,以横坐标表示弹簧的伸长量x,在坐标系中描出实验所测得的各组(x,F)对应的点,用平滑的曲线连接起来,根据实验所得的图线,就可探知弹力大小与伸长量间的关系。
实验器材:
轻质弹簧(一根),钩码(一盒),刻度尺,铁架台,重垂线,坐标纸,三角板。
实验步骤:
1、如图所示,将铁架台放于桌面上(固定好),将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上,在挨近弹簧处将刻度尺(最小分度为mm)固定于铁架台上,并用检查刻度尺是否竖直; 
2、记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度L0;
3、在弹簧下端挂上一个钩码,待钩码静止后,记下弹簧下端所对应的刻度Ll;
4、用上面方法,记下弹簧下端挂2个、3个、4个 ……钩码时,弹簧下端所对应的刻度L2、L3、L4……,并将所得数据记录在表格中;
5、用xn=Ln-L0计算出弹簧挂1个、2个、3个……钩码时弹簧的伸长量,并根据当地重力加速度值g,计算出所挂钩码的总重力,这个总重力就等于弹簧弹力的大小,将所得数据填入表格。 
数据处理:
1、建立坐标系,标明横轴和纵轴所表示的物理量及单位;
2、标度:标度要适当,让所得到的图线布满整个坐标系;
3、描点:描点时要留下痕迹;
4、连线:让尽可能多的点落在同一直线上,让其余的点落在直线的两侧,误差较大的点舍弃;
5、根据图象做出结论。


