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①將天平放在水平桌面上,把游碼調(diào)至標(biāo)尺左端的零刻度線處,調(diào)節(jié)平衡螺母,使指針指在分度盤的,天平平衡。
②把該固體放在天平左盤,平衡時(shí)右盤砝碼和游碼在標(biāo)尺上的位置如圖甲所示,該固體的質(zhì)量為g。
③用量筒測(cè)該固體的體積時(shí),用細(xì)線將小金屬球綁在固體下方(具體測(cè)量過(guò)程如圖乙所示)。該固體的體積為cm3。
④該固體的密度為kg/m3。
①用細(xì)線系著小金屬球,將其掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,測(cè)出小金屬球的重力G;
②在燒杯中裝入適量的水,將掛在測(cè)力計(jì)下的小金屬球完全浸沒(méi)在水中(小金屬球沒(méi)有碰到燒杯底和側(cè)壁),讀出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F;
③該小金屬球的體積V小金屬球=(用字母表示,水的密度為ρ水);
④該小金屬球的密度ρ小金屬球=(用字母表示,水的密度為ρ水)。
所用器材:輕質(zhì)杠桿(自身重力忽略不計(jì))、兩種規(guī)格的空桶(100mL和200mL)、質(zhì)量為m的物體A、細(xì)線。
設(shè)計(jì)過(guò)程如下:
求:
胡克定律
彈力的大小和形變的大小有關(guān)系,形變?cè)酱?,彈力也越大,形變消失,彈力就隨著消失。對(duì)于拉伸(或壓縮)形變來(lái)說(shuō),伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度越大,產(chǎn)生的彈力就越大。把一個(gè)物體掛在彈簧上,物體越重,把彈簧拉得越長(zhǎng),彈簧的拉力也越大。物體發(fā)生彎曲時(shí)產(chǎn)生的形變叫做彎曲形變。對(duì)于彎曲形變來(lái)說(shuō),彎曲得越厲害,產(chǎn)生的彈力就越大。例如,把弓拉得越滿,箭就射得越遠(yuǎn);把物體放在支持物上,物體越重,支持物彎曲得越厲害,支持力就越大。
在金屬絲的下面掛一個(gè)橫桿,用力扭這個(gè)橫桿,金屬絲就發(fā)生形變,這種形變叫扭轉(zhuǎn)形變。放開(kāi)手,發(fā)生扭轉(zhuǎn)形變的金屬絲產(chǎn)生的彈力會(huì)把橫桿扭回來(lái)。金屬絲扭轉(zhuǎn)角度越大,彈力就越大。
定量的研究各種形變中彈力和形變的關(guān)系比較復(fù)雜,我們經(jīng)常遇到的是彈簧的拉伸(或壓縮)形變。實(shí)驗(yàn)表明:彈簧彈力的大小F和彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度x成正比。寫(xiě)成公式就是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(zhǎng)(或縮短)單位長(zhǎng)度時(shí)的彈力。勁度系數(shù)跟彈簧的長(zhǎng)度、材料、粗細(xì)等都有關(guān)系。彈簧絲粗的硬彈簧比彈簧絲細(xì)的軟彈簧勁度系數(shù)大。對(duì)于直桿和線的拉伸(或壓縮)形變,也有上述比例關(guān)系。這個(gè)規(guī)律是英國(guó)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(guò)大,超出一定的限度,上述比例關(guān)系不再用,這時(shí)即使撤去外力,物體也不能完全恢復(fù)原狀。這個(gè)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。