Question

橡皮筋也像彈簧一樣，在彈性限度內，伸長量x與彈力F成正比，即F=kx，k的值與橡皮筋未受到拉力時的長度L、橫截面積S有關，理論與實踐都表明k=Y，其中Y是一個由材料決定的常數，材料力學上稱之為楊氏模量．
（1）在國際單位制中，楊氏模量Y的單位應該是______
A．N　　　　　　B．m　　　　　 C．N/m　　　　　　 D．Pa
（2）有一段橫截面是圓形的橡皮筋，應用如圖所示的實驗裝置可以測量出它的楊氏模量Y的值．首先利用測量工具a測得橡皮筋的長度L=20.00cm，利用測量工具b測得橡皮筋未受到拉力時的直徑D=4.000mm，那么測量工具a應該是______，測量工具b應該是______．
（3）表格是橡皮筋受到的拉力F與伸長量x的實驗記錄．請作出F-x圖象，由圖象可求得該橡皮筋的勁度系數k=______N/m．

拉力F/N	5	10	15	20	25
伸長量x/cm	1.6	3.2	4.7	6.4	8.0

（4）這種橡皮筋的Y值等于______．

Answer 1

解：（1）根據表達式k=Y得：
Y=
已知K的單位是N/m，L的單位m，S的單位是m²，
所以Y的單位是N/m²，也就是Pa
故選D．
（2）測得橡皮筋的長度L用毫米刻度尺．測量工具橡皮筋未受到拉力時的直徑用螺旋測微器．
（3）

根據F=k（l-l₀）可知，圖象的斜率大小等于勁度系數大小，由圖象求出勁度系數為k=16.5N/m．
故答案：（1）D　（2）毫米刻度尺　螺旋測微器　（3）圖象見解析圖　3.1×10²　（4）5×10⁶ Pa
分析：根據表達式k=Y推導出Y的單位．
根據所要測量的長度大小選擇適合的儀器．
根據記錄的數據，分別在坐標上找出對應的點，連線即可；
根據胡克定律寫出F與x的方程即可正確解答．
點評：本題結合圖象考查了胡克定律的基礎知識，是一道考查基礎知識的好題．要求學生具有一定的根據實驗數據獲取信息的能力．