彈簧測力(li)計的原理及(ji)使用

彈簧測力(lì)計的原理及(jí)使用
一、彈簧(huáng)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(zu)成.(見♊圖1)
二、彈(dan)簧測力計的(de)原理
拉彈簧(huáng)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(wù)體的形狀；二(er)是改變物體(ti)的運🌈動狀态(tai)）中的第一點(diǎn)是符合的，即(ji)使用在物體(ti)上的外力越(yuè)❤️大，物體的形(xing)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(de)出的結論
是(shì)：.
解析從數據(ju)中可以看出(chū)拉力大小由(you)0．49N增大到0．98N，變成(cheng)2倍，彈簧的伸(shēn)長也由2cm增大(da)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(tuī)，可以得出，拉(la)力增大🥵到幾(jǐ)倍，彈簧的伸(shēn)長就增大到(dào)幾倍，即彈簧(huang)伸長的長度(dù)與它受☂️到的(de)拉力成正比(bi).
這裡的伸長(zhǎng)是指現長度(du)與原長(不用(yòng)任何力時的(de)長🤞度)的差，切(qiē)⛹🏻‍♀️不可與彈簧(huang)長度混為一(yī)談.
三、彈簧測(cè)力計使用前(qián)的注意點
1.觀(guān)察量程，即測(cè)量範圍，如圖(tú)1所示彈簧測(cè)力計的量程(cheng)為5N，使用前👄要(yao)估測所測力(lì)的大小，被測(cè)的力不能超(chao)過彈簧測力(lì)計的量程，否(fou)則會損壞彈(dan)簧測力計.
2．觀(guan)察彈簧測力(li)計的分度值(zhi)，即最小兩個(ge)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(lì)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(bú)在，應調零，否(fǒu)則測量結果(guo)不準确.如圖(tú)2(d)，不用任何力(lì)時指針在零(líng)刻度值下方(fāng)，測量後讀數(shù)時就将指針(zhēn)上方的一段(duan)值讀進去了(le)，導緻測量結(jie)果偏大.
4．使用(yong)彈簧測力計(ji)之前，應輕輕(qing)來回拉動挂(guà)鈎幾次💔，目的(de)是看彈✍️簧是(shi)否跟外殼相(xiàng)碰、摩擦，是否(fou)有不靈活的(de)現象.
四、彈簧(huang)測力計使用(yong)過程中的注(zhù)意點
1.無論彈(dàn)簧測力計是(shì)豎放、橫放、斜(xié)放，彈簧的軸(zhou)線與✊所測力(lì)的❗方向都要(yao)一緻，彈簧、秤(chèng)鈎不能和外(wài)殼産🔞生摩⭐擦(cā)，否則結果就(jiu)會不準确.
2.觀(guān)察時視線要(yao)與刻度盤垂(chuí)直.
3.讀數時，指(zhi)針往往不一(yī)定正好指在(zai)某一刻度線(xiàn)上，粗略測量(liang)♍時，靠近哪條(tiáo)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(wei)，其他如質量(liang)、時間、溫度、力(lì)、電壓、電流等(deng)估測不作要(yao)求.
例2如圖2所(suo)示，關于彈簧(huáng)測力計的使(shǐ)用，圖中正确(què)的是（）.
解析B圖(tu)手拉挂鈎時(shí)向上拉，由于(yu)彈簧測力計(ji)自身❌的重力(li)，未拉之前彈(dan)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(zhi)；D圖測力前沒(mei)有先調零.
所(suo)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(yī)規格的彈簧(huang)來做實驗，記(jì)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(yòng)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(zhong)規格的彈簧(huáng)做成的彈簧(huáng)測力計，在原(yuán)長100mm處☔定為零(líng)刻🌍度，以後每(mei)伸長5mm劃一刻(kè)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(ge)，則該彈簧測(cè)力計🔱的分度(dù)值為多少?
解(jiě)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(jiā)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(zhe)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(ding)要強調“在一(yi)定範圍内”）；
（2）測(ce)量範圍是0～5N；
（3）每(měi)伸長5mm劃一刻(kè)度，即每增加(jia)1N劃一刻度，又(yòu)在相鄰兩個(ge)刻度間均勻(yún)分成5小格，每(mei)小格是0．2N，所以(yi)分度值是0．2N.
這(zhe)是一道對能(neng)力要求較高(gāo)的實驗題，考(kǎo)查了彈簧測(ce)力💋計的制作(zuo)原理及怎樣(yang)使用彈簧測(cè)力計的有關(guān)知識.
例4如圖(tú)1所示的彈簧(huáng)測力計，用十(shi)分簡潔的文(wén)字為它寫一(yi)份使用說明(míng)書.
解析這是(shì)一條小綜合(hé)的簡答題，考(kao)查識圖能力(lì)及正确使用(yòng)彈簧測力計(ji)的知識，并且(qiě)學會用物理(lǐ)術語十分簡(jiǎn)潔地寫一🙇🏻份(fen)儀😍器使用說(shuo)明書.首先要(yao)能夠根據圖(tu)示知道這隻(zhi)彈簧測力計(jì)的測量範圍(wei)、分度值，其次(cì)要知道彈簧(huang)測力計的作(zuò)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(néng)超過5N；
使用前(qián)要将指針調(diao)在零刻度線(xiàn)上，即調零；
彈(dan)簧測力計使(shi)用前首先要(yào)輕輕來回拉(la)動幾下；
測量(liàng)力時，要使彈(dàn)簧測力計内(nèi)彈簧伸長方(fāng)向跟所😍測力(li)的方😄向🔞在一(yi)條直線上.
例(li)5小明同學做(zuò)實驗時，在豎(shù)直懸挂的彈(dàn)簧下加鈎碼(mǎ)探究彈簧的(de)伸長量與彈(dàn)簧所受拉力(lì)的關系，下表(biao)是小強同學(xue)的實驗數據(ju)(在一定範圍(wei)内).
(1)請你幫小(xiǎo)明完成上表(biao)的空白處；
(2)在(zài)坐标圖3中畫(hua)出彈簧的伸(shen)長量與彈簧(huang)受到拉力大(da)小的關系圖(tú)；
(3)請你說明彈(dàn)簧測力計上(shàng)相鄰兩刻度(dù)線間的距離(lí)為什麼總是(shì)相等的？
解析(xi)第(1)小題中，要(yào)求我們填出(chū)伸長量，而伸(shēn)長量是現在(zài)的長度與原(yuán)長之差，由表(biao)中可知當彈(dàn)簧受到的拉(la)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(yan)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(yīn)每相鄰兩刻(ke)度線所代表(biao)的力的大小(xiao)是一樣的⛹🏻‍♀️，而(ér)彈簧伸長的(de)長度與它受(shòu)到的拉力成(cheng)正比，所以每(mei)相鄰兩刻度(dù)間的間距一(yī)定是相等的(de).