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胡克定律彈力的大小和形變的大小有關(guān)系,形變越大,彈力也越大,形變消失,彈力就隨著消失。對于拉伸(或壓縮)形變來說,伸長(或縮短)的長度越大,產(chǎn)生的彈力就越大。把一個物體掛在彈簧上,物體越重,把彈簧拉得越長,彈簧的拉力也越大。實驗表明:彈簧彈力的大小F和彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比。公式表示為F=kx,其中k是比例常數(shù),叫做彈簧的勁度系數(shù),在數(shù)值上等于彈簧伸長(或縮短)單位長度時的彈力。勁度系數(shù)跟彈簧的長度、材料、粗細等都有關(guān)系。彈簧絲粗的硬彈簧比彈簧絲細的軟彈簧勁度系數(shù)大。這個規(guī)律是英國科學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn)的,叫做胡克定律。
胡克定律有它的適用范圍。物體形變過大,超出一定的限度,上述比例關(guān)系不再適用,這時即使撤去外力,物體也不能完全恢復(fù)原狀,這個限度叫做彈性限度。胡克定律在彈性限度內(nèi)適用。彈性限度內(nèi)的形變叫做彈性形變,而在彈性限度外的形變叫做塑性形變。
彈簧下方所掛鉤碼質(zhì)量/g |
0 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
指針的位置/cm |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
請根據(jù)上述材料,回答下列問題:
(1)根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù),當(dāng)彈簧的長度為9cm時,彈簧所受拉力為
7
7
N;
(2)小明想自己動手制作量程較大的彈簧測力計,他選用了甲、乙兩種規(guī)格不同的彈簧進行測試,繪出如圖A所示的圖像,小明最終應(yīng)選用
乙
乙
彈簧(甲/乙);
(3)小江利用完全相同的小桶分別盛滿四種液體,用該彈簧測力計稱出液體和小桶的總重力如圖B,記錄的部分數(shù)據(jù)在如表中(水的密度為1g/cm
3);
液體種類 |
酒精 |
水 |
可樂 |
醬油 |
彈簧測力計的示數(shù)F/N |
2.6 |
2.8 |
3.0 |
3.2 |
①通過分析比較此表,小江推測在液體密度與彈簧測力計示數(shù)之間有一定的規(guī)律。在如圖所示的圖像中能正確反映這一規(guī)律的圖像是
C
C
;
②若已知小桶的重力為0.8N,則小桶的容積為
200
200
cm
3,小江又利用該彈簧測力計及小桶,將彈簧測力計改裝成可以直接讀取液體密度的彈簧密度計,當(dāng)彈簧密度計的指針指在5N時對應(yīng)的液體密度為
2.1
2.1
g/cm
3。