Question

17．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=YS/L，其中Y是一个由材料决定的常数，材料力学中称之为杨氏模量．
（1）有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用如图甲所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值．下表为橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录，请在图乙中作出F-x图象．

拉力F/N	5.0	10.0	15.0	20.0	25.0
伸长量x/cm	1.60	3.20	4.80	6.40	8.00

（2）由以上实验可求出该橡皮筋的k值为3.1×10²N/m（保留两位有效数字）．
（3）某同学在家中用三根相同的橡皮筋（遵循胡克定律）来探究合力的方法，如图丙所示，三根橡皮筋在O点相互连接，拉长后三个端点用图钉固定在A、B、C三点．在实验中，可以通过刻度尺测量橡皮筋的长度来得到橡皮筋的拉力大小，并通过OA、OB、OC的方向确定三个拉力的方向，从而探究求其中任意两个拉力的合力的方法．在实验过程中，下列说法正确的是D
A．只需要测量橡皮筋的长度，不需要测出橡皮筋的原长
B．为减小误差，应选择劲度系数尽量大的橡皮筋
C．以OB、OC为两邻边作平行四边形，其对角线必与OA在一条直线上且长度与OA相等
D．多次实验中即使O点不固定，也可以探究求合力的方法．

Answer 1

分析 （1）根据所给数据，利用描点法即可画出图象．
（2）根据胡克定律可知，图象的斜率大小等于劲度系数大小．
（3）明确实验原理，知道三条橡皮筋满足任意两力的合力与第三力等大反向，根据共点力的平衡条件可验证平行四边形定则．

解答 解：（1）根据表中数据采用描点法作出图象如图；
（2）根据F=kx可知，弹簧的劲度系数等于图线的斜率：故k=$\frac{25-5}{0.08-0.16}$=3.1×10²N/m，
（3）A、需要知道橡皮筋的伸长量才能表示橡皮筋的弹力，故应该测量橡皮筋的原长，故A错误；
B、为了减小误差，橡皮筋的伸长量应该大些，故应选择劲度系数稍小的橡皮筋，故B错误；
C、由于橡皮筋的弹力与它的长度不成正比，所以OB、OC弹力的合力方向与以OB、OC为两邻边做平行四边形的对角线不重合，故C错误；
D、不同的O点依然满足任意两个橡皮筋弹力的合力与第三个橡皮筋弹力等大反向的特点，所以即使O点不固定，也可以探究求合力的方法，故D正确．
故选：D．
故答案为：（1）如图；（2）3.1×10² （3）D．

点评 本题考查验证平行四边形定则的实验，关键在于要熟练运用描点法画图，并能正确理解图象斜率、截距等物理量的含义．分析实验中的误差及注意事项．