[原创]2012年青岛市中考物理归纳式探究自编试题2(杆的扭转)及答案

2012年青岛市中考物理归纳式探究自编试题2[编写资料]大学课本《力学》漆安慎、杜婵英，249-254页250页，将力偶距积分，改用外力积分，得出外力F与实心圆柱体扭转角φ的关系式，推导出φ的表达式，后利用杨氏模量和泊松系数算出剪切模量N，N与其他系数组成比例系数k。本题高仿真2012年青岛市中考归纳式探究，不超过3次方。12-36．（自编）归纳式探究——杆的扭转：机械中的传动轴、生活中用螺丝刀拧螺丝时，都会在外力的作用下发生扭转形变。在相同的扭转外力作用下，用不同材料制成的圆柱体杆的扭转角度不同，我们就说该圆柱体杆的抗扭转能力不同。且相同外力下扭转角度越小，其抗扭转能力越强。为了研究不同物体的抗扭转能力与哪些因素有关，通过有关实验探究，取得数据如下（其中：R为圆柱体杆横截面的半径，l为杆的长度，F为使杆发生扭转的外力，φ为杆在力的作用下扭转的角度，单位用弧度rad表示。）：材料R/ml/mF/Nφ/rad铜2×10—2109.6×10330×10—2钢2×10—2109.6×1037.5×10—2铜4×10—2109.6×1033.75×10—2钢2×10—2209.6×10315×10—2铜4×10—21019.2×1037.5×10—2(1)φ＝k，其中k与金属杆的材料有关，材料不同，k值一般不同。上述实验中刚的k值k钢＝（填上数值和单位）。将数据变成公式，运用的是法。(2)若要让用铜制成的半径相同、长度不同的两个圆柱体杆，扭转相同的角度，则对圆柱体杆施加的外力与长度的关系可以用图像中的图线表示。(3)若要用钢制成抗扭转能力很强的圆柱体杆，则该圆柱体杆在制作时应尽量做的。(4)若要让用钢制成的长度为0.09m的圆柱体，在12000N的扭转外力下，扭转0.1×10—2rad，则该圆柱体的半径为m.