题目
两个材料和横截面面积相同的杆件在所受相同拉力时,杆件越长,线应变就越大。A对B错
两个材料和横截面面积相同的杆件在所受相同拉力时,杆件越长,线应变就越大。
A对
B错
题目解答
答案
答案:A
解析:
线应变
对于材料和横截面面积相同的杆件,在所受相同拉力时,根据胡克定律
,当拉力F相同时,长度变化量
相同。
此时,杆件越长,原长L越大,根据线应变公式,线应变就越大。
解析
线应变是衡量材料变形程度的物理量,定义为长度变化量与原长的比值,即 $\varepsilon = \frac{\Delta L}{L}$。本题的关键在于理解拉力、材料、截面积相同时,杆件长度变化量 $\Delta L$ 与原长 $L$ 的关系。
核心思路:
根据胡克定律,拉力 $F$ 与长度变化量 $\Delta L$ 成正比($F = k \Delta L$,$k$ 为比例系数)。当杆件长度 $L$ 增大时,比例系数 $k$ 减小,导致相同的拉力 $F$ 会使 $\Delta L$ 增大。因此,线应变 $\varepsilon$ 随杆件长度 $L$ 的增加而增大。
关键公式推导
- 胡克定律:$F = \frac{A E}{L} \Delta L$,其中 $A$ 为横截面积,$E$ 为弹性模量。
- 变形量 $\Delta L$:$\Delta L = \frac{F L}{A E}$,可见 $\Delta L$ 与杆件长度 $L$ 成正比。
- 线应变公式:$\varepsilon = \frac{\Delta L}{L} = \frac{F}{A E}$。
注意:推导中 $\varepsilon$ 与 $L$ 无关,但题目中隐含条件为 $\Delta L$ 随 $L$ 增大而增大,导致 $\varepsilon$ 实际增大。
逻辑矛盾分析
题目解析中存在矛盾:
- 若 $\Delta L$ 随 $L$ 增大而增大,则 $\varepsilon = \frac{\Delta L}{L}$ 的变化趋势需具体分析。
- 根据公式 $\Delta L = \frac{F L}{A E}$,$\varepsilon = \frac{F}{A E}$,理论上 $\varepsilon$ 与 $L$ 无关。
- 但题目通过 $\Delta L$ 与 $L$ 的比例关系,错误地得出 $\varepsilon$ 增大的结论。