彈簧測力(li)計的原理及(jí)使用

彈簧測力(li)計的原理及(jí)使用
一、彈簧(huáng)測力計的構(gòu)造
彈簧測力(lì)計主要由彈(dan)簧、秤鈎、指針(zhen)和刻度盤組(zǔ)成🔞.(見圖1)
二、彈(dan)簧測力計的(de)原理
拉彈簧(huang)用的力越大(dà)，彈簧伸長得(dé)越長.這與力(li)的作用效果(guǒ)（一是✊改變物(wu)體的形狀；二(èr)是改變物體(ti)的運動狀态(tài)）中的第一點(diǎn)是符合的，即(jí)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(jù)如☔下表：
分析(xi)以上記錄的(de)數據後，能得(dé)出的結論
是(shi)：.
解析從數據(ju)中可以看出(chu)拉力大小由(yóu)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(ji)倍🐪，彈簧的伸(shēn)長就增大到(dào)幾倍，即彈簧(huáng)伸長的長度(dù)與它受到的(de)拉力成正比(bi).
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(huáng)長度混為一(yi)談.
三、彈簧測(cè)力計使用前(qian)的注意點
1.觀(guān)察量程，即測(ce)量範圍，如圖(tu)1所示彈簧測(cè)力計的量♈程(cheng)☔為5N，使用⭐前要(yào)估測所測力(lì)的大小，被測(cè)的力不能超(chāo)過彈簧測力(li)計的📐量程，否(fou)則會損壞彈(dan)簧測力計.
2．觀(guan)察彈簧測力(lì)計的分度值(zhí)，即最小兩個(gè)刻度間所表(biao)示的⭕數值，了(le)解分度值的(de)大小，有利于(yú)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(zhēn)是否指在零(ling)刻度線，若不(bú)在，應調零，否(fou)則測量結🐪果(guǒ)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(shu)時就将指針(zhēn)上方的一段(duan)值💃讀進去了(le)，導緻⛹🏻‍♀️測量結(jié)💛果偏大.
4．使用(yong)彈簧測力計(jì)之前，應輕輕(qīng)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(huáng)測力計使用(yòng)過程中的注(zhù)意點
1.無論彈(dàn)簧測力計是(shi)豎放、橫放、斜(xie)放，彈簧的軸(zhou)線與🔱所測力(li)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(jiù)會不㊙️準确.
2.觀(guan)察時視線要(yao)與刻度盤垂(chuí)直.
3.讀數時，指(zhi)針往往不一(yi)定正好指在(zài)某一刻度線(xiàn)上，粗略測🚩量(liang)時，靠近哪條(tiao)線，就讀那條(tiao)線的數值，初(chu)中物理☎️測量(liang)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(liàng)、時間、溫度、力(lì)、電💃🏻壓、電流等(děng)估🏃測不作要(yào)求.
例2如圖2所(suo)示，關于彈簧(huáng)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(yu)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(liang)結果偏大；C圖(tú)力👨‍❤️‍👨的方向沒(méi)✏️有與彈簧軸(zhóu)線方向一緻(zhi)；D圖測力前沒(méi)有先調零.
所(suo)以A正确.
例3一(yī)位同學在自(zi)制彈簧測力(lì)計前，取某一(yī)規格的彈簧(huáng)來🌏做實📐驗，記(ji)錄數據如下(xià)：
（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(huang)測力計，它的(de)測量範圍是(shì)多大?
（3）用這種(zhǒng)規格的彈簧(huang)做成的彈簧(huáng)測力計，在原(yuan)長100mm處定為零(líng)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(du)⭐值為多少?
解(jie)析100mm是拉力為(wéi)零時的原長(zhǎng)，每增加1N，彈簧(huang)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(zai)一定範圍内(nèi)，彈簧的伸🌍長(zhang)跟所受拉力(li)成正比（一定(dìng)要強調“在一(yi)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(jia)1N劃一刻度，又(yòu)在相鄰兩個(gè)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(zhè)是一道對能(néng)力要求較高(gāo)的實驗題，考(kǎo)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(huáng)測力計，用十(shi)分簡潔的文(wen)字為它寫一(yī)份使用說明(míng)書.
解析這是(shì)一條小綜合(he)的簡答題，考(kao)查識圖能力(lì)及正确使用(yòng)彈簧測力計(jì)的知識，并且(qiě)學會用物理(lǐ)術語十♻️分簡(jiǎn)♉潔地寫一份(fèn)儀器使用說(shuō)明書.首先要(yao)能🥵夠根據🔞圖(tú)示知道這隻(zhi)彈簧測力計(ji)的測量範圍(wéi)、分度值，其次(cì)要知道彈簧(huáng)測力計的作(zuo)用，這是一道(dao)開💜放性題目(mù).
參考答案如(ru)下：
使用彈簧(huáng)測力計，最大(dà)測量值不能(neng)超過5N；
使用前(qian)要将指針調(diao)在零刻度線(xiàn)上，即調零；
彈(dàn)簧測力計使(shi)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(fāng)向跟所測🌈力(li)的方向在一(yī)條直線上.
例(lì)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(xué)的實驗數據(ju)(在一定範圍(wéi)内).
(1)請你幫小(xiǎo)明完成上表(biǎo)的空白處；
(2)在(zài)坐标圖3中畫(hua)出彈簧的伸(shēn)長量與彈簧(huáng)受到拉力大(dà)小的關⚽系圖(tú)；
(3)請你說明彈(dan)簧測力計上(shàng)相鄰兩刻度(du)線間的距離(lí)🙇🏻為什麼總是(shi)相等的？
解析(xi)第(1)小題中，要(yao)求我們填出(chu)伸長量，而伸(shēn)長量是現在(zai)的長度與原(yuán)長之差，由表(biǎo)中可知當彈(dan)簧受到㊙️的拉(la)力為✍️零時，得(dé)到原長為6．0cm，這(zhè)樣由左向右(you)的四空中分(fen)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(ti)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(xiǎo)是一樣的，而(er)彈簧伸長的(de)長度與它受(shòu)到的拉力成(cheng)正比，所以每(měi)相鄰兩刻度(du)間的間距一(yi)定是相等的(de).