Question

橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内，伸长量x与弹力F成正比，即F=kx，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关，理论与实践都表明k=Y，其中Y是一个由材料决定的常数，材料力学上称之为杨氏模量．
（1）在国际单位制中，杨氏模量Y的单位应该是______
A．N　　　　　　B．m　　　　　 C．N/m　　　　　　 D．Pa
（2）有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用如图所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值．首先利用测量工具a测得橡皮筋的长度L=20.00cm，利用测量工具b测得橡皮筋未受到拉力时的直径D=4.000mm，那么测量工具a应该是______，测量工具b应该是______．
（3）表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录．请作出F-x图象，由图象可求得该橡皮筋的劲度系数k=______N/m．

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

（4）这种橡皮筋的Y值等于______．

Answer 1

解：（1）根据表达式k=Y得：
Y=
已知K的单位是N/m，L的单位m，S的单位是m²，
所以Y的单位是N/m²，也就是Pa
故选D．
（2）测得橡皮筋的长度L用毫米刻度尺．测量工具橡皮筋未受到拉力时的直径用螺旋测微器．
（3）

根据F=k（l-l₀）可知，图象的斜率大小等于劲度系数大小，由图象求出劲度系数为k=16.5N/m．
故答案：（1）D　（2）毫米刻度尺　螺旋测微器　（3）图象见解析图　3.1×10²　（4）5×10⁶ Pa
分析：根据表达式k=Y推导出Y的单位．
根据所要测量的长度大小选择适合的仪器．
根据记录的数据，分别在坐标上找出对应的点，连线即可；
根据胡克定律写出F与x的方程即可正确解答．
点评：本题结合图象考查了胡克定律的基础知识，是一道考查基础知识的好题．要求学生具有一定的根据实验数据获取信息的能力．