(1)建筑、橋梁工程中所用的金屬材料(如鋼筋鋼梁等)在外力作用下會(huì)伸長(zhǎng),其伸長(zhǎng)量不僅與和拉力的大小有關(guān),還和金屬材料的橫截面積有關(guān).人們發(fā)現(xiàn)對(duì)同一種金屬,其所受的拉力與其橫截面積的比值跟金屬材料的伸長(zhǎng)量與原長(zhǎng)的比值的比是一個(gè)常數(shù),這個(gè)常數(shù)叫做楊氏模量.用E表示,即:
E=;某同學(xué)為探究其是否正確,根據(jù)下面提供的器材:不同粗細(xì)不同長(zhǎng)度的同種金屬絲;不同質(zhì)量的重物;螺旋測(cè)微器; 游標(biāo)卡尺;米尺;天平;固定裝置等.設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)如圖1所示.
該同學(xué)取一段金屬絲水平固定在固定裝置上,將一重物掛在金屬絲的中點(diǎn),其中點(diǎn)發(fā)生了一個(gè)微小下移h.用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的直徑為D;用游標(biāo)卡尺測(cè)得微小下移量為h;用米尺測(cè)得金屬絲的原長(zhǎng)為2L;用天平測(cè)出重物的質(zhì)量m(不超量程).
①在一次測(cè)量中:
a.螺旋測(cè)微器如圖2甲所示,其示數(shù)為
3.853
3.853
mm;
b.游標(biāo)卡尺如圖2乙所示,其示數(shù)為
11.14
11.14
mm;
②用以上測(cè)量量的字母表示該金屬的楊氏模量的表達(dá)式為:E=
.
(2)在探究“牛頓第二定律”時(shí),某小組設(shè)計(jì)雙車(chē)位移比較法來(lái)探究加速度與力的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示,將軌道分上下雙層排列,兩小車(chē)后的剎車(chē)線穿過(guò)尾端固定板,由安裝在后面的剎車(chē)系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行控制(未畫(huà)出剎車(chē)系統(tǒng)).通過(guò)改變砝碼盤(pán)中的砝碼來(lái)改變拉力大小.通過(guò)比較兩小車(chē)的位移來(lái)比較兩小車(chē)的加速度大小,是因?yàn)槲灰婆c加速度的關(guān)系式為
.已知兩車(chē)質(zhì)量均為200g,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表中所示:
實(shí)驗(yàn)次數(shù) |
小車(chē) |
拉力F/N |
位移s/cm |
拉力比F甲/F乙 |
位移比s甲/s乙 |
1 |
甲 |
0.1 |
22.3 |
0.50 |
0.51 |
乙 |
0.2 |
43.5 |
2 |
甲 |
0.2 |
29.0 |
0.67 |
0.67 |
乙 |
0.3 |
43.0 |
3 |
甲 |
0.3 |
41.0 |
0.75 |
0.74 |
乙 |
0.4 |
55.4 |
分析表中數(shù)據(jù)可得到結(jié)論:
在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)當(dāng)小車(chē)質(zhì)量保持不變時(shí),由于s∝F說(shuō)明a∝F;
在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)當(dāng)小車(chē)質(zhì)量保持不變時(shí),由于s∝F說(shuō)明a∝F;
.
該裝置中的剎車(chē)系統(tǒng)的作用是
控制兩車(chē)同時(shí)運(yùn)動(dòng)和同時(shí)停止;
控制兩車(chē)同時(shí)運(yùn)動(dòng)和同時(shí)停止;
.
為了減小實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差,你認(rèn)為還可以進(jìn)行哪些方面的改進(jìn)?(只需提出一個(gè)建議即可)
調(diào)整兩木板平衡摩擦力(或使砝碼盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量等).
調(diào)整兩木板平衡摩擦力(或使砝碼盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量等).
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