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彈簧測力(lì)計的原理及(jí)使用
一、彈簧(huang)測力計的構(gòu)造
彈簧測力(lì)計主要由彈(dàn)簧、秤鈎、指針(zhen)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(dé)越長.這與力(lì)的作用效果(guǒ)🔴(一是改變物(wù)體的形狀;二(èr)是改變物體(tǐ)的運動狀态(tai))中的第一點(dian)是符合的,即(jí)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(jiu)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(shi):.
解析從數據(jù)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(shen)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(ye)由2cm到6cm,增大到(dào)3倍;依此類推(tui),可以得出,拉(lā)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(yong)任何力時的(de)💜長⭕度🛀🏻)的差,切(qiē)不可與彈簧(huang)長度混為一(yi)談.
三、彈簧測(ce)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(ce)力計的量程(chéng)為5N,使㊙️用前要(yao)估測所測力(li)的大小,被測(ce)的力不能超(chao)過彈簧💛測力(li)計的量程,否(fǒu)則會損壞彈(dàn)簧測力計.
2.觀(guan)察彈簧測力(li)計的分度值(zhi),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(yu)正确讀數.如(ru)圖1,彈簧測力(li)💜計的分度值(zhi)為0.2N.
3.觀察指針(zhēn)是否指在零(líng)刻度線,若不(bu)在,應調零,否(fǒu)則測量結果(guo)不準确.如圖(tu)2(d),不用任何力(li)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(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(fǒu)有不靈活的(de)現象.
四、彈簧(huáng)測力計使用(yong)過程中的注(zhù)意點
1.無論彈(dàn)簧測力計是(shi)豎放、橫放、斜(xié)放,彈簧的軸(zhóu)線與所測力(li)✏️的方向都要(yào)一緻,彈簧、秤(chèng)鈎不能和外(wai)殼産生摩🤞擦(cā),否則結果就(jiu)🐕會不♍準确.
2.觀(guān)察時視線要(yào)與刻度盤垂(chuí)直.
3.讀數時,指(zhi)針往往不一(yi)定正好指在(zai)某一刻度線(xian)上🌈,粗❌略測量(liàng)時,靠近哪條(tiao)線,就讀那條(tiáo)線的數值,初(chu)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(děng)估測不作要(yao)求.
例2如圖2所(suǒ)示,關于彈簧(huáng)測力計的使(shi)用,圖中正确(que)的是().
解析B圖(tu)手拉挂鈎時(shi)向上拉,由于(yú)彈簧測力計(ji)自身的重力(li)🐕,未拉之前彈(dan)簧先伸了一(yi)點而使測量(liang)結果偏大;C圖(tu)力的方向沒(mei)有與彈簧軸(zhóu)線方向一緻(zhì);D圖測力前沒(mei)有先調🐇零.
所(suǒ)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(huang)來做實驗,記(ji)錄數據如下(xià):
(1)分析這些數(shu)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(zhong)規格的彈簧(huang)做成的彈簧(huáng)測力計,在原(yuán)長100mm處定為零(ling)刻度,以後每(měi)伸長5mm劃一刻(ke)度,标記為1、2、3……,且(qiě)将相🚶鄰的兩(liǎng)個😘刻度間均(jun)勻分🆚成5小格(ge),則該彈簧測(ce)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(huang)伸長量增加(jia)📞5mm,在5N以😍後,沒有(you)這個規律,所(suo)以本題解法(fǎ)如下:
(1)分析這(zhe)些數據得出(chu)的結論是:在(zai)一定範圍内(nei),彈簧的伸長(zhang)跟所受拉力(li)成正比(一定(dìng)要強調“在一(yī)定範圍内”);
(2)測(cè)量範圍是0~5N;
(3)每(měi)伸長5mm劃一刻(ke)度,即每增加(jia)1N劃一刻度,又(you)在相鄰兩個(ge)刻度間均勻(yun)分成5小格,每(mei)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(kǎo)查了彈簧測(cè)力計的制作(zuò)原理及怎樣(yang)使用彈簧測(ce)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(shí)分簡潔的文(wen)字為它寫⭕一(yi)份使用說明(ming)書.
解析這是(shi)一條小綜合(hé)的簡答題,考(kǎo)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(li)術☁️語十分簡(jian)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(wéi)、分🔞度值,其次(ci)要知道彈簧(huáng)測力計的作(zuo)用,這🌈是一道(dao)開❌放性題目(mu).
參考答案如(rú)下:
使用彈簧(huáng)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(dan)簧測力計使(shi)用前首先要(yao)輕輕來回拉(la)動幾下;
測量(liang)力時,要使彈(dàn)簧測力計内(nei)彈簧伸長方(fāng)向跟所測力(lì)🏃🏻♂️的方向在一(yī)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(li)的關系,下表(biǎo)是小強同學(xué)🔴的實驗數據(ju)(在一定範圍(wei)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(shen)長量與彈簧(huang)受到拉力😍大(dà)小的✔️關系圖(tu);
(3)請你說明彈(dan)簧測力計上(shang)相鄰兩刻度(dù)線間的距離(li)為什㊙️麼總📱是(shi)相等的?
解析(xī)第(1)小題中,要(yao)求我們填出(chū)伸長量,而伸(shen)長量是現在(zài)的👈長度與原(yuán)長之差,由表(biao)中可知當彈(dan)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(ti)中,根據實驗(yan)數據表先描(miáo)點然後用平(ping)滑曲線将這(zhe)些點連接起(qi)來,作圖如圖(tú)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(xiǎo)是一樣🔞的,而(er)⭐彈簧伸長的(de)長度與它受(shou)到的拉力成(chéng)正比,所以每(mei)相♉鄰兩😍刻度(du)間的間距一(yī)定是相等的(de).

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