彈簧(huáng)測力計的(de)原理及使(shǐ)用
一、彈簧(huang)測力計的(de)構造
彈簧(huáng)測力計主(zhǔ)要由彈簧(huang)、秤鈎、指針(zhēn)和刻度盤(pan)組成🚩.(見圖(tú)1)
二、彈簧測(ce)力計的原(yuán)理
拉彈簧(huáng)用的力越(yue)大，彈簧伸(shēn)長得越長(zhǎng).這與力的(de)作用效🙇♀️果(guǒ)（一是改變(biàn)物體的形(xing)狀；二是改(gai)變物體的(de)運動狀态(tài)）中⛷️的第一(yī)點是符合(hé)的，即使用(yong)在物體上(shang)的外力越(yuè)大，物體的(de)形變就越(yuè)大.
例1某同(tong)學研究彈(dan)簧的伸長(zhang)與拉力的(de)關系，實驗(yàn)數據如下(xià)表：
分析以(yǐ)上記錄的(de)數據後，能(neng)得出的結(jie)論
是：.
解析(xī)從數據中(zhong)可以看出(chu)拉力大小(xiǎo)由0．49N增大到(dào)0．98N，變成2倍，彈(dan)簧的伸長(zhǎng)也由2cm增大(da)到4cm，變成2倍(bei)；同樣由0．49N到(dào)1．47N，增大到3倍(bei)，伸長也由(yóu)2cm到6cm，增大到(dào)3倍；依此類(lei)推，可以得(de)出，拉力增(zeng)大到幾倍(bèi)，彈簧的伸(shēn)長就增大(da)到幾倍，即(ji)彈簧伸長(zhang)的長✌️度與(yǔ)它受到的(de)拉力成正(zheng)比.
這裡的(de)伸長是指(zhi)現長度與(yu)原長(不用(yòng)任何力時(shi)的長度)的(de)👉差，切不可(kě)與彈簧長(zhang)度混為一(yī)談.
三、彈簧(huang)測力計使(shi)用前的注(zhù)意點
1.觀察(cha)量程，即測(cè)量範圍，如(rú)圖1所示彈(dàn)簧測力計(ji)的量💋程為(wéi)5N，使用前要(yao)估測所測(cè)力的大小(xiao)，被測的力(lì)不能🙇🏻超過(guo)彈簧測力(li)☎️計的量程(chéng)，否則會損(sǔn)壞彈簧測(cè)力計.
2．觀察(cha)彈簧測力(lì)計的分度(du)值，即最小(xiao)兩個刻度(dù)間所🐅表👌示(shì)的數值，了(le)解分度值(zhí)的大小，有(yǒu)利于正确(que)讀數🚶.如圖(tú)🥰1，彈簧測力(li)計的分度(du)值為0．2N.
3．觀察(cha)指針是否(fou)指在零刻(ke)度線，若不(bu)在，應調零(ling)，否則👈測💁量(liang)結果不準(zhun)确.如圖2(d)，不(bú)用任何力(lì)時指針在(zài)零刻度值(zhí)下方，測量(liang)後讀數時(shí)就将指針(zhēn)上方的一(yi)段值讀進(jin)去了，導緻(zhi)測量結果(guo)偏大.
4．使用(yòng)彈簧測力(li)計之前，應(ying)輕輕來回(hui)拉動挂鈎(gōu)幾次，目的(de)🔞是看彈簧(huang)是否跟外(wài)殼相碰、摩(mo)擦，是否有(yǒu)不靈活的(de)現象.
四、彈(dan)簧測力計(jì)使用過程(chéng)中的注意(yì)點
1.無論彈(dan)簧測力計(ji)是豎放、橫(heng)放、斜放，彈(dàn)簧的軸線(xian)與所測力(lì)的方向都(dou)要一緻，彈(dàn)簧、秤鈎不(bú)能和外殼(ké)産生摩擦(cā)，否🐅則結果(guǒ)就會不準(zhǔn)确.
2.觀察時(shi)視線要與(yǔ)刻度盤垂(chuí)直.
3.讀數時(shi)，指針往往(wang)不一定正(zheng)好指在某(mou)一刻度線(xian)上，粗🚶♀️略測(cè)量時🏃，靠近(jìn)哪條線，就(jiu)讀那條線(xiàn)的數值，初(chu)中物理測(ce)量❓長度需(xū)記錄到分(fen)度值的下(xia)一位，即必(bì)須估測一(yī)位，其他如(rú)質量、時間(jiān)、溫💰度、力、電(diàn)壓、電流等(děng)估測不作(zuò)要求.
例2如(ru)圖2所示，關(guān)于彈簧測(ce)力計的使(shǐ)用，圖中正(zheng)确的是（）.
解(jiě)析B圖手拉(la)挂鈎時向(xiàng)上拉，由于(yu)彈簧測力(li)計自身的(de)重力，未拉(la)之前彈簧(huáng)先伸了一(yi)點而使測(cè)量結果偏(piān)大；C圖力的(de)方🏒向沒有(yǒu)與彈簧軸(zhóu)線方向一(yi)緻；D圖測力(li)前沒有先(xian)調零.
所以(yi)A正确.
例3一(yi)位同學在(zai)自制彈簧(huáng)測力計前(qian)，取某一規(guī)格的♍彈簧(huáng)✂️來做實驗(yàn)，記錄數據(ju)如下：
（1）分析(xī)這些數據(ju)可以得出(chu)什麼結論(lùn)?
（2）用這種規(gui)格的彈簧(huang)做彈簧測(ce)力計，它的(de)測量範圍(wéi)㊙️是多大?
（3）用(yong)這種規格(gé)的彈簧做(zuo)成的彈簧(huáng)測力計，在(zai)原長100mm處定(dìng)為零刻度(dù)，以後每伸(shen)長5mm劃一刻(kè)度，标記為(wei)1、2、3……，且将相鄰(lín)的兩個刻(ke)度💯間均勻(yún)分成5小格(gé)，則該彈簧(huáng)測力計的(de)分度值為(wei)多少?
解析(xi)100mm是拉力為(wei)零時的原(yuan)長，每增加(jiā)1N，彈簧伸長(zhǎng)量增加5mm，在(zai)🍉5N以後，沒有(you)這個規律(lǜ)，所以本題(ti)解法如下(xia)：
（1）分析這些(xiē)數據得出(chu)的結論是(shì)：在一定範(fan)圍内，彈簧(huang)🐅的伸長跟(gen)🚩所受拉力(lì)成正比（一(yi)定要強調(diao)“在一定範(fan)圍内”）；
（2）測量(liang)範圍是0～5N；
（3）每(měi)伸長5mm劃一(yī)刻度，即每(mei)增加1N劃一(yi)刻度，又在(zai)相鄰兩個(ge)刻❄️度間均(jun1)勻分成5小(xiǎo)格，每小格(ge)是0．2N，所以分(fèn)度值是🏃🏻♂️0．2N.
這(zhe)是一道對(dui)能力要求(qiú)較高的實(shi)驗題，考查(cha)了彈簧測(ce)力🎯計☎️的制(zhi)作原理及(jí)怎樣使用(yòng)彈簧測力(li)計的有🌈關(guān)知識.
例4如(ru)圖1所示的(de)彈簧測力(li)計，用十分(fèn)簡潔的文(wén)字為它寫(xiě)一😄份使🌐用(yòng)說明書.
解(jie)析這是一(yi)條小綜合(hé)的簡答題(tí)，考查識圖(tu)能力及正(zheng)确使用彈(dàn)簧測力計(ji)的知識，并(bing)且學會用(yòng)物理術語(yǔ)十分簡潔(jie)地🏃寫一☀️份(fen)儀器使用(yòng)說明書.首(shou)先要能夠(gou)根據🈲圖示(shi)知道這隻(zhī)彈簧測力(lì)計的測量(liang)範圍、分度(du)值，其次要(yao)知道彈簧(huang)測力計的(de)作用，這是(shì)一道開放(fàng)性題目.
參(can)考答案如(ru)下：
使用彈(dàn)簧測力計(ji)，最大測量(liang)值不能超(chāo)過5N；
使用前(qian)要将指針(zhēn)調在零刻(ke)度線上，即(jí)調零；
彈簧(huang)測力計使(shi)用前首先(xian)要輕輕來(lai)回拉動幾(jǐ)下；
測量力(lì)時，要使彈(dàn)簧測力計(ji)内彈簧伸(shen)長方向跟(gēn)所測力的(de)方向在一(yi)條直線上(shang).
例5小明同(tong)學做實驗(yàn)時，在豎直(zhí)懸挂的彈(dan)簧下加鈎(gou)碼探🌈究彈(dàn)⭐簧的伸長(zhang)量與彈簧(huang)所受拉力(lì)的關系，下(xià)表是🤟小強(qiáng)💃同學的實(shí)驗數據(在(zài)一定範圍(wei)内).
(1)請你幫(bāng)小明完成(chéng)上表的空(kong)白處；
(2)在坐(zuo)标圖3中畫(hua)出彈簧的(de)伸長量與(yǔ)彈簧受到(dào)拉力大小(xiao)的關系圖(tú)；
(3)請你說明(míng)彈簧測力(lì)計上相鄰(lin)兩刻度線(xiàn)間的距離(li)💚為✏️什麼❗總(zong)是相等的(de)？
解析第(1)小(xiao)題中，要求(qiú)我們填出(chū)伸長量，而(ér)伸長量是(shì)現在的長(zhǎng)度🤟與原長(zhǎng)之差，由表(biao)中可知當(dāng)彈簧受到(dào)的拉🐇力為(wei)零時，得到(dao)♈原長為6．0cm，這(zhe)樣由左向(xiang)右的四空(kong)☎️中分别是(shi)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)小題中(zhōng)，根據實驗(yan)數據表先(xian)描點然後(hou)用平滑曲(qu)👄線♌将這些(xiē)點連接起(qi)來，作圖如(ru)圖4.
第(3)小題(tí)中，因每相(xiàng)鄰兩刻度(dù)線所代表(biao)的力的大(dà)小是一樣(yàng)的，而彈簧(huang)伸長的長(zhang)度與它受(shou)到的拉力(lì)成正比，所(suǒ)以每相鄰(lin)兩刻度間(jiān)的間距一(yi)定是相等(deng)的.
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