Question

【題目】小莉和她的同學(xué)綜合圖示的方法，利用簡易實驗器材，一把刻度尺，一質(zhì)量為m=300g的重物，測量自己頭發(fā)絲能承受的最大拉力，并與網(wǎng)上獲取的正常數(shù)據(jù)進(jìn)行對比（頭發(fā)能承受的拉力隨年齡而變化；20歲組，頭發(fā)能承受的拉力最大，平均約1.72N；30歲組，平均約1.50N…）實驗步驟如下：

①水平固定刻度尺；

②用手指尖緊握頭發(fā)絲兩端，用直尺測量出兩手指尖之間的頭發(fā)絲長度L=50.00cm；

③重物掛在頭發(fā)絲上，兩手緩慢沿刻度尺水平移動，直至頭發(fā)絲恰好被拉斷；從刻度尺上讀出兩手指尖之間的距離d=30.00cm（取重力加速度g=10m/s2，掛鉤光滑且質(zhì)量不計）

由以上數(shù)據(jù)可知所用刻度尺最小刻度為_____；頭發(fā)絲的最大拉力表達(dá)式T=______（用以上物理量符合表示）；利用所測數(shù)據(jù)可獲得最大拉力為____N（保留三位有效數(shù)字），在正常范圍．

Answer 1

【答案】 0.1cm 1.88

【解析】試題分析：明確刻度尺在讀數(shù)時需要估讀一位，結(jié)合讀數(shù)即可判斷；將頭發(fā)兩端靠攏，在底端懸掛質(zhì)量為m的鉤碼，將頭發(fā)兩端逐漸遠(yuǎn)離，直到頭發(fā)剛好拉斷．根據(jù)共點力平衡得頭發(fā)上最大承受的拉力在豎直方向合力和鉤碼重力相等，根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系求出最大拉力．

根據(jù)讀數(shù)可知L=50.00cm，則說明最小分度應(yīng)為0.1cm；設(shè)頭發(fā)與刻度尺之間的夾角為，由圖中的幾何關(guān)系可知，頭發(fā)與繩子的結(jié)點處受力平衡，設(shè)頭發(fā)的拉力為F，得，聯(lián)立得，代入數(shù)據(jù)得F=1.88N