Question

用納米技術處理過的材料叫納米材料，其性質與處理前相比會發生很多變化，如機械性能會成倍地增加，對光的反射能力會變得非常低，熔點會大大降低，甚至有特殊的磁性質．現有一種納米合金絲，欲測定出其伸長量x與所受拉力F、長度L的關系．
（1）測量上述物理量需要的主要器材是

 

、

 

等．
（2）若實驗中測量的數據如下表所示，根據這些數據請寫出x與F、L間的關系式：x=

 

．（若用到比例系數，可用k表示．假設實驗中合金絲直徑的變化可忽略）

長度L/cm	伸長量x/cm	拉力F/N
5.00	0.20	50.0
5.00	0.40	100.0
10.00	0.40	50.0

（3）在研究并得到上述關系的過程中，主要運用的科學研究方法是

 

（只需寫出一種）．
（4）若有一根由上述材料制成的粗細相同的合金絲的長度為20cm，使用中要求其伸長量不能超過原長的百分之一，那么這根合金絲能承受的最大拉力為

 

N．

Answer 1

分析：（1）根據實驗中需測量的數據可以得出需要的工具；
（2）采用控制變量的形式可得出各量之間的關系，則可得出表達式；
（3）實驗中涉及的量較多，故應采用控制變量法；
（4）先據關系式求出比例系數，再求出最大拉．

解答：解：（1）題意中欲測定出其伸長量x與所受拉力F，所以直接用刻度尺測量彈簧的長度，拉力用彈簧測力計測量；
（2）由表可知，當長度相同時，即為5cm，拉力與伸長量成正比；當伸長量相同時，拉力與長度成反比，據此可得出：x=kFL，k為比例系數．
（3）由（2）的分析可知，實驗中要求要控制變量，故采用了控制變量法，同時本實驗也采用了歸納法；
（4）由x=kFL，由上表的數據代入可求得k=

1

1250

，合金絲的長度為20cm，使用中要求其伸長量不能超過原長的百分之一，即最大伸長量為（20×

1

100

）cm那么這根合金絲能承受的最大拉力：F=

20× 1 100

1 1250 ×20

N═12.5N；
故答案為：（1）刻度尺，彈簧測力計；  （2）kFL；（3）控制變量法；  （4）12.5．

點評：這個實驗為探究性實驗，要求我們能正確審題，找出實驗中的基本原理才能順利求解出結果；注意要與控制變量法的實驗類比研究．