彈簧測力(li)計的原理及(jí)使用

彈簧測力(li)計的原理及(ji)使用
一、彈簧(huang)測力計的構(gou)造
彈簧測力(li)計主要由彈(dàn)簧、秤鈎、指針(zhēn)和刻度盤組(zǔ)成.(見圖1)
二、彈(dàn)簧測力計的(de)原理
拉彈簧(huang)用的力越大(da)，彈簧伸長得(de)越長.這與力(li)的作用效果(guo)（一🔞是改變物(wu)體的形狀；二(èr)是改變物體(ti)的運🤟動狀‼️态(tai)）中的第一點(dian)是符合的，即(ji)使用在物體(tǐ)上的外力越(yue)大，物體🚩的形(xíng)變就越大.
例(lì)1某同學研究(jiū)彈簧的伸長(zhang)與拉力的關(guan)系，實驗數據(ju)如下表：
分析(xi)以上記錄的(de)數據後，能得(dé)出的結論
是(shì)：.
解析從數據(ju)中可以看出(chu)拉力大小由(you)0．49N增大到0．98N，變成(chéng)2倍，彈簧🌈的㊙️伸(shen)長也由2cm增大(dà)到4cm，變成2倍；同(tóng)樣由0．49N到1．47N，增大(dà)到3倍，伸長也(yě)由2cm到6cm，增大到(dao)3倍；依此類推(tui)，可以得出，拉(la)力增大到幾(ji)倍🥵，彈簧的🈲伸(shen)長就增大到(dao)✉️幾倍，即彈簧(huang)伸長的長度(du)與它受到的(de)拉力成正比(bǐ).
這裡的伸長(zhang)是指現長度(dù)與原長(不用(yong)任何力時的(de)長度)的差💃，切(qie)不可與彈簧(huang)長度混為一(yī)談.
三、彈簧測(cè)力計使用前(qian)的注意點
1.觀(guan)察量程，即測(ce)量範圍，如圖(tu)1所示彈簧測(cè)力計的量程(chéng)🚶為5N，使用前要(yao)估測所測力(li)的大小，被測(cè)的力不能超(chāo)過彈簧測力(li)計的量程，否(fǒu)則會損壞彈(dan)簧測力計.
2．觀(guān)察彈簧測力(li)計的分度值(zhí)，即最小兩個(gè)刻度間所表(biǎo)示的數值，了(le)解分度值的(de)大小，有利于(yu)正确讀數.如(ru)圖1，彈簧測力(li)計的🈲分度值(zhí)為0．2N.
3．觀察指針(zhen)是否指在零(ling)刻度線，若不(bu)在，應調零，否(fǒu)則測量結🤞果(guǒ)不準确.如圖(tu)2(d)，不用任何力(lì)時指針在零(ling)刻度值下方(fang)，測量後讀數(shù)時🧑🏾‍🤝‍🧑🏼就将指針(zhēn)上方的一段(duàn)值讀進去了(le)，導緻🐅測量結(jie)☎️果偏大.
4．使用(yòng)彈簧測力計(ji)之前，應輕輕(qing)來回拉動挂(gua)鈎幾次🏃🏻‍♂️，目的(de)是看☔彈簧是(shì)否跟外殼相(xiàng)碰、摩擦，是否(fou)有不靈活的(de)🍉現象.
四、彈簧(huáng)測力計使用(yong)過程中的注(zhu)意點
1.無論彈(dan)簧測力計是(shì)豎放、橫放、斜(xie)放，彈簧的軸(zhou)線與所測力(lì)的方向都要(yao)一緻，彈簧、秤(cheng)鈎不能和外(wai)殼産生摩擦(ca)，否則結果就(jiù)會不準确.
2.觀(guan)察時視線要(yao)與刻度盤垂(chui)直.
3.讀數時，指(zhi)針往往不一(yī)定正好指在(zài)某一刻度線(xiàn)上，粗略測量(liàng)時，靠近哪條(tiao)線，就讀那條(tiáo)線的數值，初(chū)中物理測量(liàng)長度需記錄(lu)到分度值的(de)下一位，即必(bi)須估測一位(wèi)，其他如質量(liàng)、時間、溫度、力(li)、電壓、電流等(děng)估測不作要(yao)求.
例2如圖2所(suǒ)示，關于彈簧(huang)測力計的使(shi)用，圖中正确(què)的是（）.
解析B圖(tú)手拉挂鈎時(shí)向上拉，由于(yú)彈簧測力計(ji)自身的重力(lì)🙇‍♀️，未💃🏻拉之前彈(dàn)簧先伸了一(yī)點而使測量(liàng)結果偏大💔；C圖(tu)力📐的方向沒(méi)有與彈簧軸(zhóu)線方向一緻(zhì)；D圖測力前沒(méi)有先調零.
所(suǒ)以A正确.
例3一(yī)位同學在自(zì)制彈簧測力(li)計前，取某一(yi)規格的彈簧(huang)來做實驗，記(ji)錄數據如下(xia)：
（1）分析這些數(shù)據可以得出(chu)什麼結論?
（2）用(yong)這種規格的(de)彈簧做彈簧(huáng)測力計，它的(de)測量範圍是(shì)多大?
（3）用這種(zhǒng)規格的彈簧(huáng)做成的彈簧(huang)測力計，在原(yuán)長100mm處定🔞為零(ling)刻度，以後每(mei)伸長5mm劃一刻(ke)度，标記為1、2、3……，且(qiě)将相鄰的兩(liang)個刻度間均(jun1)勻分成5小格(gé)，則該彈簧測(ce)力計的分度(dù)值為多少?
解(jie)析100mm是拉力為(wei)零時的原長(zhang)，每增加1N，彈簧(huáng)伸長量增加(jia)🌈5mm，在5N以後，沒有(you)這個規律，所(suǒ)以本題解法(fǎ)如下：
（1）分析這(zhè)些數據得出(chū)的結論是：在(zài)一定範圍内(nei)，彈簧的伸長(zhǎng)跟所❌受拉力(li)成正比（一定(dìng)要強調“在一(yī)定範圍内”）；
（2）測(ce)量範圍是0～5N；
（3）每(mei)伸長5mm劃一刻(kè)度，即每增加(jiā)1N劃一刻度，又(you)在相鄰兩個(ge)刻⭕度間均☔勻(yún)分成5小格，每(měi)小格是0．2N，所以(yǐ)分度值是0．2N.
這(zhe)是一道對能(néng)力要求較高(gao)的實驗題，考(kao)查了彈簧測(ce)力💰計的制🤩作(zuò)原理及怎樣(yang)使用彈簧測(cè)力計的有🐆關(guan)知識.
例4如圖(tu)1所示的彈簧(huang)測力計，用十(shi)分簡潔的文(wén)字為它寫一(yi)份使用說明(ming)書.
解析這是(shì)一條小綜合(he)的簡答題，考(kǎo)查識圖能力(li)及正确使用(yòng)彈簧測力計(jì)的知識，并且(qie)學會用物理(lǐ)術語十分簡(jian)🌏潔地寫一份(fen)儀器使用說(shuo)明書.首先要(yào)能夠根據圖(tu)示知道這隻(zhī)彈簧測力計(ji)的測量範圍(wei)、分🤞度值，其次(ci)要知道彈簧(huáng)測力計的作(zuo)用，這是一道(dào)開放性題目(mù).
參考答案如(ru)下：
使用彈簧(huang)測力計，最大(dà)測量值不能(neng)超過5N；
使用前(qián)要将指針調(diào)在零刻度線(xiàn)上，即調零；
彈(dàn)簧測力計使(shǐ)用前首先要(yao)輕輕來回拉(lā)動幾下；
測量(liang)力時，要使彈(dan)簧測力計内(nei)彈簧伸長方(fang)向跟所測力(lì)的方向在一(yi)條直線上.
例(lì)5小明同學做(zuo)實驗時，在豎(shu)直懸挂的彈(dan)簧下加鈎碼(mǎ)探究彈簧的(de)伸長量與彈(dan)簧所受拉力(lì)的關系，下表(biao)是小強同學(xué)的實驗數據(jù)(在一定範圍(wei)内).
(1)請你幫小(xiao)明完成上表(biǎo)的空白處；
(2)在(zai)坐标圖3中畫(huà)出彈簧的伸(shen)長量與彈簧(huáng)受到拉力大(dà)小的關系圖(tu)；
(3)請你說明彈(dàn)簧測力計上(shang)相鄰兩刻度(dù)線間的距離(lí)為什麼總是(shì)❤️相等的？
解析(xī)第(1)小題中，要(yào)求我們填出(chu)伸長量，而伸(shēn)長量是現在(zài)☔的長🍉度與原(yuan)長之差，由表(biao)中可知當彈(dan)簧受到的拉(lā)力為零時，得(de)到原長📱為6．0cm，這(zhe)樣由左向右(yòu)的四空中分(fèn)别是8．4cm-6．0cm=2．4cm、9．6cm-6．０cm=3．6cm、10．8cm-6．０cm=4．8cm、12．０cm-6．０cm=6．０cm.
第(2)小題(tí)中，根據實驗(yàn)數據表先描(miao)點然後用平(ping)滑曲線将這(zhe)些⛹🏻‍♀️點連接起(qǐ)來，作圖如圖(tu)4.
第(3)小題中，因(yin)每相鄰兩刻(kè)度線所代表(biǎo)的力的大小(xiao)是一樣的🔴，而(ér)👣彈簧伸長的(de)長度與它受(shou)到的拉力成(chéng)正比，所以💋每(měi)相鄰兩刻度(dù)間的間距一(yī)定是相等的(de).