17世紀(jì)英國物理學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn):在彈性限度內(nèi),彈簧的形變量與彈力成正比,這就是著名的胡克定律.受此啟發(fā),一組同學(xué)研究“金屬線材伸長量與拉力的關(guān)系”的探究過程如下:
A.他們認(rèn)為:橫截面為圓形的金屬絲或金屬桿在彈性限度內(nèi),其伸長量與拉力成正比,與橫截面半徑成反比.
B.他們準(zhǔn)備選用一些“由同種材料制成的不同長度、不同半徑的線材”作為研究對象,用螺旋測微器、激光測距儀、傳感器等比較精密的儀器測量線材的有關(guān)數(shù)據(jù),以驗證假設(shè).
C.通過實驗取得如下數(shù)據(jù):
長度拉力伸長直徑250.00N500.00N750.00N1000.00N
1.00m2.520mm0.40mm0.81mm1.19mm1.60mm
2.00m2.520mm0.80mm1.59mm2.41mm3.21mm
1.00m3.563mm0.21mm0.40mm0.61mm0.80mm
D.同學(xué)們對實驗數(shù)據(jù)進行分析、歸納后,對他們的假設(shè)進行了補充完善.
(1)上述科學(xué)探究活動的幾個環(huán)節(jié)中,屬于“制定計劃”和“收集證據(jù)”的環(huán)節(jié)分別是(填字母代號)______、______;
(2)請根據(jù)上述數(shù)據(jù)分析他們的假設(shè)是否全部正確?若有錯誤或不足,請給予修正.______;
(3)求出這種線材的伸長量X與拉力F以及材料的長度L、橫截面積s之間的定量關(guān)系式(要求出定量關(guān)系式中比例系數(shù)的國際單位和數(shù)值).

解:(1)確定研究對象,選取實驗器材屬“制定計劃”;實驗過程和測量數(shù)據(jù)屬“搜集證據(jù)”.研究伸長量x與拉力F、長度L、直徑D的關(guān)系時,采用控制變量法,比如長度、直徑不變,再研究伸長量與力的關(guān)系,這種方法稱為控制變量法.這是物理實驗中的一個重要研究方法.
屬于“制定計劃”和“搜集證據(jù)”的環(huán)節(jié)分別是B和C.
(2)他們的假設(shè)不是全部正確.在彈性限度內(nèi),金屬絲的伸長量與拉力成正比,與截面半徑的平方成反比,還與金屬絲的長度成正比.
(3)種線材的伸長量與拉力以及材料的長度、截面積之間的關(guān)系式為:
x=
k=,代入數(shù)據(jù)解得:k=8.0×10-12m2/N.

故答案為:(1)B、C
(2)他們的假設(shè)不是“全部正確”.
根據(jù)上述數(shù)據(jù)分析可知:在彈性限度內(nèi),金屬絲的伸長量與拉力成正比,與橫截面半徑的平方成反比,還與金屬絲的長度成正比;
(3)x=式中:k==8.0×10-12m2/N
分析:解決此題要知道科學(xué)探究的主要環(huán)節(jié),如提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃與設(shè)計實驗、進行實驗與收集證據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作.
由題可知伸長量x與樣品的長度、橫截面積、所受拉力都有關(guān)系,涉及的變量較多,因此采用“控制變量法”來確定它們之間的正、反比關(guān)系,然后將各種情況進行匯總,再運用比值定義法初步確定這幾個量之間的數(shù)量關(guān)系.
點評:解決此題要根據(jù)科學(xué)探究的環(huán)節(jié)進行分析解答.
在解題過程中,綜合應(yīng)用了控制變量法、歸納法、比值定義法來進行分析、解答,對同學(xué)的綜合素質(zhì)要求很高,是一道考查能力的好題.
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17世紀(jì)英國物理學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn):在彈性限度內(nèi),彈簧的形變量與彈力成正比,這就是著名的胡克定律,受此啟發(fā),一組同學(xué)研究“金屬線材伸長量與拉力的關(guān)系”的探究過程如下:
A.有同學(xué)認(rèn)為:橫截面為圓形的金屬絲或金屬桿在彈性限度內(nèi),其伸長量與拉力成正比,與截面半徑成反比.
B.他們準(zhǔn)備選用一些“由同種材料制成的不同長度、不同半徑的線材”作為研究對象,用測距儀、傳感器等儀器測量線材的伸長量隨拉力變化的規(guī)律,以驗證假設(shè).
C.通過實驗取得如下數(shù)據(jù):
長度
          力

         長
直徑
250N 500N 750N 1000N
1m 2.52mm 0.4mm 0.8mm 1.2mm 1.6mm
2m 2.52mm 0.8mm 1.6mm 2.4mm 3.2mm
1m 3.57mm 0.2mm 0.4mm 0.6mm 0.8mm
D.同學(xué)們對實驗數(shù)據(jù)進行分析、歸納后,對他們的假設(shè)進行了補充、完善.
(l)上述科學(xué)探究活動中,屬于“制定計劃”和“搜集證據(jù)”的環(huán)節(jié)分別是
B
B
C
C

(2)請根據(jù)上述過程分析他們的假設(shè)是否全部正確?
他們的假設(shè)不是全部正確
他們的假設(shè)不是全部正確
.若有錯誤或不足,請給予修正.
在彈性限度內(nèi),金屬絲(桿)的伸長量與拉力成正比,與截面半徑的平方成反比,還與金屬絲(桿)的長度成正比
在彈性限度內(nèi),金屬絲(桿)的伸長量與拉力成正比,與截面半徑的平方成反比,還與金屬絲(桿)的長度成正比

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(2006?靜安區(qū)模擬)17世紀(jì)英國物理學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn):在彈性限度內(nèi),彈簧的形變量與彈力成正比,這就是著名的胡克定律.受此啟發(fā),一組同學(xué)研究“金屬線材伸長量與拉力的關(guān)系”的探究過程如下:
A.有同學(xué)認(rèn)為:橫截面為圓形的金屬絲或金屬桿在彈性限度內(nèi),其伸長量與拉力成正比,與截面半徑成反比.
B.他們準(zhǔn)備選用一些“由同種材料制成的不同長度、不同半徑的線材”作為研究對象,用測距儀、傳感器等儀器測量線材的伸長量隨拉力變化的規(guī)律,以驗證假設(shè).
C.通過實驗取得如下數(shù)據(jù):
長度 拉力伸長直徑 250N 500N 750N 1000N
1m 2.52mm 0.4mm 0.8mm 1.2mm 1.6mm
2m 2.52mm 0.8mm 1.6mm 2.4mm 3.2mm
1m 3.57mm 0.2mm 0.4mm 0.6mm 0.8mm
D.同學(xué)們對實驗數(shù)據(jù)進行分析、歸納后,對他們的假設(shè)進行了補充完善.
(1)上述科學(xué)探究活動中,屬于“制定計劃”和“搜集證據(jù)”的環(huán)節(jié)分別是
B
B
、
C
C

(2)請根據(jù)上述過程分析他們的假設(shè)是否全部正確?若有錯誤或不足,請給予修正.
在彈性限度內(nèi),金屬絲的伸長量與拉力成正比,與截面半徑的平方成反比,還與金屬絲的長度成正比.
在彈性限度內(nèi),金屬絲的伸長量與拉力成正比,與截面半徑的平方成反比,還與金屬絲的長度成正比.

在彈性限度內(nèi),金屬絲的伸長量與拉力成正比,與截面半徑的平方成反比,還與金屬絲的長度成正比.
在彈性限度內(nèi),金屬絲的伸長量與拉力成正比,與截面半徑的平方成反比,還與金屬絲的長度成正比.

(3)求出這種線材的伸長量與拉力以及材料的長度、截面積之間的定量關(guān)系式.
(4)有一工程要使用一根能承受98000N拉力的線材,按設(shè)計要求,其受拉力后的伸長不能超過原來長度的1/1000.現(xiàn)有一根用這種材料制成的金屬桿,長為4m,橫截面積為0.8cm2,請通過計算說明能否使用這根金屬桿.

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(2006?威海模擬)17世紀(jì)英國物理學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn):在彈性限度內(nèi),彈簧的形變量與彈力成正比,這就是著名的胡克定律.受此啟發(fā),一組同學(xué)研究“金屬線材伸長量與拉力的關(guān)系”的探究過程如下:
A.他們認(rèn)為:橫截面為圓形的金屬絲或金屬桿在彈性限度內(nèi),其伸長量與拉力成正比,與橫截面半徑成反比.
B.他們準(zhǔn)備選用一些“由同種材料制成的不同長度、不同半徑的線材”作為研究對象,用螺旋測微器、激光測距儀、傳感器等比較精密的儀器測量線材的有關(guān)數(shù)據(jù),以驗證假設(shè).
C.通過實驗取得如下數(shù)據(jù):
長度 拉力伸長直徑 250.00N 500.00N 750.00N 1000.00N
1.00m 2.520mm 0.40mm 0.81mm 1.19mm 1.60mm
2.00m 2.520mm 0.80mm 1.59mm 2.41mm 3.21mm
1.00m 3.563mm 0.21mm 0.40mm 0.61mm 0.80mm
D.同學(xué)們對實驗數(shù)據(jù)進行分析、歸納后,對他們的假設(shè)進行了補充完善.
(1)上述科學(xué)探究活動的幾個環(huán)節(jié)中,屬于“制定計劃”和“收集證據(jù)”的環(huán)節(jié)分別是(填字母代號)
B
B
、
C
C

(2)請根據(jù)上述數(shù)據(jù)分析他們的假設(shè)是否全部正確?若有錯誤或不足,請給予修正.
他們的假設(shè)不是“全部正確”.
根據(jù)上述數(shù)據(jù)分析可知:在彈性限度內(nèi),金屬絲的伸長量與拉力成正比,與橫截面半徑的平方成反比,還與金屬絲的長度成正比;
他們的假設(shè)不是“全部正確”.
根據(jù)上述數(shù)據(jù)分析可知:在彈性限度內(nèi),金屬絲的伸長量與拉力成正比,與橫截面半徑的平方成反比,還與金屬絲的長度成正比;

(3)求出這種線材的伸長量X與拉力F以及材料的長度L、橫截面積s之間的定量關(guān)系式(要求出定量關(guān)系式中比例系數(shù)的國際單位和數(shù)值).

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用金屬制成的線材(如鋼絲、鋼筋)受到拉力后會伸長,17世紀(jì)英國物理學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn),金屬絲或金屬桿在彈性限度內(nèi)的伸長與拉力成正比,這就是著名的胡克定律,這個發(fā)現(xiàn)為后人對材料的研究奠定了重要的基礎(chǔ).現(xiàn)有一根用新材料制成的金屬桿,長為4m,橫截面積為0.8cm2,設(shè)計要求它受到拉力后的伸長不超過原長的
1
1000
,由于這一拉力很大,桿又較長,直接測試有困難,因此選用同種材料制成的樣品進行測試,通過測試取得數(shù)據(jù)如下:
長度/m 精英家教網(wǎng) 250 500 750 1000
1 0.05 0.04 0.08 0.12 0.16
2 0.05 0.08 0.16 0.24 0.32
3 0.05 0.12 0.24 0.36 0.48
1 0.10 0.02 0.04 0.06 0.08
1 0.20 0.01 0.02 0.03 0.04
(1)根據(jù)測試結(jié)果,推導(dǎo)出線材伸長x與材料的長度L、材料的橫截面積S及拉力F的函數(shù)關(guān)系為
 

(2)在尋找上述關(guān)系的過程中,你運用了下列科學(xué)研究方法中的哪一種
 
?
A.理想實驗法    B.提出假說法    C.控制變量法
(3)通過對樣品的測試,求出新材料制成的金屬細(xì)桿能承受的最大拉力約為
 

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用金屬絲制成的線材(如鋼絲、鋼筋)受到拉力會伸長,17世紀(jì)英國物理學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn):金屬絲或金屬桿在彈性限度內(nèi)它的伸長的長度與拉力成正比,這就是著名的胡克定律,這一發(fā)現(xiàn)為后人對材料的研究奠定了重要基礎(chǔ).現(xiàn)在一根用新材料制成的金屬桿,長為5m,橫截面積0.4cm2,設(shè)計要求它受到拉力后的伸長的長度不超過原長的1/1000,問最大拉力多大?由于這一拉力很大,桿又較長,直接測量有困難,但可以選用同種材料制成的樣品進行測試,通過測試取得數(shù)據(jù)如下:
長  度
拉力

伸長
截面積
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
1m 0.10cm2 0.02cm 0.04cm 0.06cm 0.08cm
(1)測試結(jié)果表明線材受拉力作用后伸長與材料的長度成
比,與材料的橫截面積成
比.     
(2)上述金屬桿承受的最大拉力為
5×103
5×103
N.

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