彈簧測(cè)力計的(de)原理及(jí)使用
一(yī)、彈簧測(cè)力計的(de)構造
彈(dàn)簧測力(li)計主要(yào)由彈簧(huang)、秤鈎、指(zhi)針和刻(kè)度盤組(zu)成.(見圖(tú)1)
二、彈簧(huang)測力計(ji)的原理(lǐ)
拉彈簧(huang)用的力(lì)越大，彈(dàn)簧伸長(zhǎng)得越長(zhang).這與力(li)的作用(yong)效果🏒（一(yi)是改變(biàn)物體的(de)形狀；二(er)是改變(biàn)物體的(de)運動狀(zhuàng)态）中♉的(de)第一點(dian)是符合(he)的，即使(shi)用在物(wù)體上的(de)外力越(yuè)⭕大，物體(ti)的形變(biàn)就越大(da).
例1某同(tong)學研究(jiu)彈簧的(de)伸長與(yu)拉力的(de)關系，實(shi)驗數據(ju)如下表(biao)：
分析以(yi)上記錄(lù)的數據(ju)後，能得(de)出的結(jié)論
是：.
解(jiě)析從數(shu)據中可(ke)以看出(chu)拉力大(dà)小由0．49N增(zeng)大到0．98N，變(bian)成💋2倍，彈(dan)💜簧的伸(shēn)長也由(you)2cm增大到(dào)4cm，變成2倍(bei)；同樣由(you)0．49N到1．47N，增大(dà)到3倍，伸(shen)長也由(you)2cm到6cm，增大(dà)到3倍；依(yi)此類推(tuī)，可以得(dé)出，拉力(li)增大到(dào)幾倍，彈(dàn)簧的㊙️伸(shen)長就增(zēng)大到幾(ji)倍，即彈(dàn)簧伸長(zhǎng)的長度(dù)與它受(shòu)到的拉(lā)力成正(zhèng)比.
這裡(li)的伸長(zhang)是指現(xian)長度與(yǔ)原長(不(bu)用任何(hé)力時的(de)😘長🐇度)的(de)差，切不(bú)可與彈(dan)簧長度(du)混為一(yī)談.
三、彈(dàn)簧測力(li)計使用(yong)前的注(zhù)意點
1.觀(guan)察量程(cheng)，即測量(liàng)範圍，如(ru)圖1所示(shi)彈簧測(cè)力計的(de)量🈲程為(wei)5N，使用前(qian)要估測(ce)所測力(li)的大小(xiǎo)，被測的(de)力不能(neng)超過彈(dan)簧測力(lì)計的量(liàng)程，否則(ze)會損壞(huài)彈簧測(cè)力計.
2．觀(guān)察彈簧(huang)測力計(jì)的分度(dù)值，即最(zui)小兩個(ge)刻度間(jiān)所表示(shì)的數‼️值(zhi)，了解分(fèn)度值的(de)大小，有(you)利于正(zheng)确讀數(shu).如圖1，彈(dàn)簧測力(lì)計的分(fèn)度值為(wéi)0．2N.
3．觀察指(zhǐ)針是否(fǒu)指在零(ling)刻度線(xiàn)，若不在(zài)，應調零(ling)，否則測(ce)✍️量結果(guǒ)不準确(que).如圖2(d)，不(bú)用任何(he)力時指(zhi)針在零(ling)刻度值(zhí)㊙️下方♌，測(ce)量後讀(dú)數時就(jiu)将指針(zhēn)上方的(de)一段值(zhí)讀進去(qù)了，導緻(zhi)測量結(jie)☂️果偏大(da).
4．使用彈(dàn)簧測力(li)計之前(qian)，應輕輕(qīng)來回拉(la)動挂鈎(gōu)幾次，目(mù)的☂️是看(kàn)彈🔴簧是(shì)否跟外(wai)殼相碰(pèng)、摩擦，是(shì)否有不(bu)靈活的(de)🧡現象.
四(si)、彈簧測(ce)力計使(shi)用過程(chéng)中的注(zhù)意點
1.無(wu)論彈簧(huang)測力計(ji)是豎放(fàng)、橫放、斜(xie)放，彈簧(huang)的軸線(xiàn)與所測(cè)力💃🏻的方(fāng)♌向都要(yao)一緻，彈(dan)簧、秤鈎(gōu)不能和(hé)外殼産(chǎn)生摩擦(ca)，否則結(jié)果就會(huì)不準确(què).
2.觀察時(shí)視線要(yào)與刻度(dù)盤垂直(zhi).
3.讀數時(shí)，指針往(wǎng)往不一(yī)定正好(hǎo)指在某(mou)一刻度(dù)線上，粗(cu)略測量(liàng)時，靠近(jìn)哪條線(xiàn)，就讀那(nà)條線的(de)數值，初(chu)中物理(lǐ)測量長(zhǎng)度需記(jì)錄到分(fèn)度值的(de)下一位(wei)，即必須(xu)估測一(yi)位，其他(tā)📱如質量(liàng)、時間、溫(wen)🈲度、力、電(diàn)壓、電流(liu)等估測(ce)不作要(yào)求.
例2如(rú)圖2所示(shi)，關于彈(dàn)簧測力(li)計的使(shi)用，圖中(zhong)正确的(de)是（）.
解析(xi)B圖手拉(lā)挂鈎時(shi)向上拉(la)，由于彈(dàn)簧測力(li)計自身(shēn)的重力(li)😘，未拉之(zhi)前彈簧(huáng)先伸了(le)一點而(er)使測量(liàng)結果偏(piān)大；C圖力(li)的方🈲向(xiàng)沒有與(yu)🙇🏻彈簧軸(zhóu)線方向(xiang)一緻；D圖(tú)測力前(qian)沒有先(xiān)調零.
所(suǒ)以A正确(què).
例3一位(wèi)同學在(zai)自制彈(dàn)簧測力(li)計前，取(qǔ)某一規(gui)格的彈(dan)簧來做(zuò)實🔞驗，記(jì)錄數據(ju)如下：
（1）分(fen)析這些(xie)數據可(kě)以得出(chu)什麼結(jie)論?
（2）用這(zhe)種規格(gé)的彈簧(huáng)做彈簧(huáng)測力計(ji)，它的測(ce)量範圍(wéi)是多大(da)?
（3）用這種(zhong)規格的(de)彈簧做(zuò)成的彈(dan)簧測力(lì)計，在原(yuán)長100mm處定(dìng)為零刻(ke)度☎️，以後(hòu)每伸長(zhang)5mm劃一刻(ke)度，标記(jì)為1、2、3……，且将(jiang)相鄰的(de)兩個刻(ke)度間均(jun1)勻分成(cheng)5小格，則(zé)該彈簧(huang)測力計(jì)的分度(du)值為多(duo)少?
解析(xi)100mm是拉力(lì)為零時(shí)的原長(zhang)，每增加(jiā)1N，彈簧伸(shēn)長量增(zēng)加5mm，在5N以(yǐ)後，沒有(yǒu)這個規(guī)律，所以(yi)本題解(jie)法如下(xià)：
（1）分析這(zhe)些數據(jù)得出的(de)結論是(shi)：在一定(ding)範圍内(nèi)，彈簧的(de)伸長跟(gen)所受拉(lā)力成正(zhèng)比（一定(dìng)要強調(diao)“在一定(ding)範圍内(nei)”）；
（2）測量範(fàn)圍是0～5N；
（3）每(měi)伸長5mm劃(huà)一刻度(du)，即每增(zeng)加1N劃一(yi)刻度，又(you)在相鄰(lín)兩個🤩刻(ke)度間均(jun)勻分成(chéng)5小格，每(mei)小格是(shì)0．2N，所以分(fen)度值是(shi)0．2N.
這是一(yi)道對能(néng)力要求(qiú)較高的(de)實驗題(tí)，考查了(le)彈簧測(cè)力㊙️計的(de)制作原(yuan)理及怎(zěn)樣使用(yòng)彈簧測(ce)力計的(de)有關知(zhī)識.
例4如(rú)圖1所示(shi)的彈簧(huang)測力計(jì)，用十分(fèn)簡潔的(de)文字為(wéi)🏃🏻♂️它寫一(yi)份使用(yong)說明書(shū).
解析這(zhè)是一條(tiáo)小綜合(hé)的簡答(da)題，考查(chá)識圖能(neng)力及正(zhèng)确使用(yong)彈簧測(ce)力計的(de)知識，并(bìng)且學會(hui)用物理(li)術🆚語十(shí)分簡潔(jié)地寫一(yi)份儀器(qì)使用說(shuō)明書.首(shou)先要能(neng)😍夠根據(jù)圖示知(zhi)道這隻(zhī)彈簧測(ce)力計的(de)測量範(fàn)圍、分🐕度(du)值，其次(ci)要知道(dao)彈簧測(ce)力計的(de)作用，這(zhè)是一道(dào)開放性(xing)題目.
參(cān)考答案(an)如下：
使(shi)用彈簧(huáng)測力計(jì)，最大測(cè)量值不(bú)能超過(guò)5N；
使用前(qián)要将指(zhǐ)針調在(zai)零刻度(du)線上，即(jí)調零；
彈(dàn)簧測力(li)計使用(yong)前首先(xian)要輕輕(qīng)來回拉(lā)動幾下(xià)；
測量力(li)時，要使(shǐ)彈簧測(ce)力計内(nèi)彈簧伸(shēn)長方向(xiàng)跟所測(cè)力的方(fang)向在一(yī)條直線(xiàn)上.
例5小(xiao)明同學(xué)做實驗(yan)時，在豎(shu)直懸挂(gua)的彈簧(huang)下加鈎(gōu)碼㊙️探🈲究(jiu)彈簧🏃♀️的(de)伸長量(liang)與彈簧(huáng)所受拉(la)力的關(guan)系，下表(biǎo)是小強(qiáng)同學的(de)實驗數(shù)💛據(在一(yi)定範圍(wéi)内).
(1)請你(nǐ)幫小明(ming)完成上(shang)表的空(kong)白處；
(2)在(zai)坐标圖(tu)3中畫出(chū)彈簧的(de)伸長量(liàng)與彈簧(huang)受到拉(la)力大小(xiao)🧡的關系(xi)圖；
(3)請你(nǐ)說明彈(dàn)簧測力(lì)計上相(xiàng)鄰兩刻(kè)度線間(jiān)的距離(lí)為什麼(me)總🈚是相(xiang)等的？
解(jie)析第(1)小(xiao)題中，要(yào)求我們(men)填出伸(shēn)長量，而(er)伸長量(liang)是現在(zai)💚的💔長度(dù)與原長(zhǎng)之差，由(yóu)表中可(kě)知當彈(dan)簧受到(dao)🈲的拉力(lì)為零時(shí)，得到原(yuán)長為6．0cm，這(zhè)樣由左(zuǒ)向右的(de)四空中(zhong)分别是(shì)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(ju)實驗數(shù)據表先(xian)描點然(rán)後用平(píng)滑曲👣線(xian)将這些(xiē)☔點😘連接(jiē)起來，作(zuò)圖如圖(tu)4.
第(3)小題(ti)中，因每(mei)相鄰兩(liǎng)刻度線(xiàn)所代表(biao)的力的(de)大小是(shì)一樣的(de)，而🙇🏻彈簧(huang)伸長的(de)長度與(yǔ)它受到(dào)的拉力(li)成正比(bi)，所以🎯每(měi)相鄰兩(liang)刻度間(jiān)的間距(jù)一定是(shì)相等的(de).
