Question

在“研究弹簧的形变与外力的关系”的实验中，将弹簧水平放置，测出其自然长度，然后竖直悬挂让弹簧自然下

在“研究弹簧的形变与外力的关系”的实验中，将弹簧水平放置，测出其自然长度，然后竖直悬挂让弹簧自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F．实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的．用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F-x图线如图所示．（1）由图求出弹簧的劲度系数k=______；（2）图线不过原点的原因是：______；（3）橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内弹力F与伸长量x成正比，即F=kx，式中k值与橡皮筋的原长l0、横截面积S有关．理论与实验都表明k=YSl0，其中Y是由材料决定的常数，材料力学中称为杨氏模量．①在国际单位中，杨氏模量Y的单位是______；A．N B．m C．N/m D．N/m2②若某橡皮筋的k值与（1）中弹簧的劲度系数相同，该橡皮筋的原长为10.0cm，横截面积为1.0mm2，则可知该橡皮筋的杨氏模量Y的大小是______（结果保留两位有效数字）．

Answer 1

（1）由图可知，弹簧的劲度系数为K=

△F

△x

=

8?0

0.10?0.02

=100N/m；
（2）该图线不过原点的原因是：弹簧自身有重力，弹簧水平放置其自然长度为L，竖直放置时由于自身的重力必然就会有一定的伸长．
（3）①由k=Y

S

l0

得：Y=

kl0

s

=

△F

△x

l0

s

故单位为N/m²
②由Y=

kl0

s

得，Y=

100×0.1

1.0×10?6

=1.0×10⁷N/m²
故答案为：（1）100N/m；（2）弹簧自身重力的影响；（3）①D；②1.0×10⁷N/m²