用金属制成的线材(如钢丝、钢筋)受到拉力后会伸长,17世纪英国物理学家胡克发现,金属丝或金属杆在弹性限度内的伸长与拉力成正比,这就是著名的胡克定律,这个发现为后人对材料的研究奠定了重要的基础.现有一根用新材料制成的金属杆,长为4m,横截面积为0.8cm2,设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的,由于这一拉力很大,杆又较长,直接测试有困难,因此选用同种材料制成的样品进行测试,通过测试取得数据如下:
长度/m250500750100010.050.040.080.120.1620.050.080.160.240.3230.050.120.240.360.4810.100.020.040.060.0810.200.010.020.030.04(1)根据测试结果,推导出线材伸长x与材料的长度L、材料的横截面积S及拉力F的函数关系为______.
(2)在寻找上述关系的过程中,你运用了下列科学研究方法中的哪一种______?
A.理想实验法????B.提出假说法????C.控制变量法
(3)通过对样品的测试,求出新材料制成的金属细杆能承受的最大拉力约为______.
网友回答
解:(1)由表格知:
1、当受到的拉力F、横截面积S一定时,伸长量x与样品长度L成正比,①
2、当受到的拉力F、样品长度L一定时,伸长量x与横截面积S成反比,②
3、当样品长度L、横截面积S一定时,伸长量x与受到的拉力F成正比,③
由①②③三个结论,可以归纳出,x与L、S、F之间存在一定量的比例关系,设这个比值为k,那么有:(其中k为比例系数)
(2)由上知,线材伸长x与材料的长度L、材料的横截面积S及拉力F都有关系,可采用控制变量法,故选C
根据图表提供数据代入解得:k=×10-2m2/N.
由题意知:待测金属杆M承受最大拉力时,其伸长量为原来的,即4×10-3m;
此时 S=0.8cm2=8×10-5m2,L=4m;代入上面的公式①解得:F=104N.
故