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苏州弹簧厂测力计的原理及使用

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苏州弹簧厂测力计的原理及使用

发布日期:2017-09-30 作者: 点击:

测力计的原理及使用
  一、弹簧测力计的构造
  弹簧测力计主要由弹簧、秤钩、指针和刻度盘组成.(见图1)
  二、弹簧测力计的原理
  拉弹簧用的力越大,弹簧伸长得越长.这与力的作用效果(一是改变物体的形状;二是改变物体的运动状态)中的第一点是符合的,即使用在物体上的外力越大,物体的形变就越大.
  例1某同学研究弹簧的伸长与拉力的关系,实验数据如下表:
  分析以上记录的数据后,能得出的结论
  是:.
  解析从数据中可以看出拉力大小由0.49N增大到0.98N,变成2倍,弹簧的伸长也由2cm增大到4cm,变成2倍;同样由0.49N到1.47N,增大到3倍,伸长也由2cm到6cm,增大到3倍;依此类推,可以得出,拉力增大到几倍,弹簧的伸长就增大到几倍,即弹簧伸长的长度与它受到的拉力成正比.
  这里的伸长是指现长度与原长(不用任何力时的长度)的差,切不可与弹簧长度混为一谈.
  三、弹簧测力计使用前的注意点
  1.观察量程,即测量范围,如图1所示弹簧测力计的量程为5N,使用前要估测所测力的大小,被测的力不能超过弹簧测力计的量程,否则会损坏弹簧测力计.
  2.观察弹簧测力计的分度值,即最小两个刻度间所表示的数值,了解分度值的大小,有利于正确读数.如图1,弹簧测力计的分度值为0.2N.
  3.观察指针是否指在零刻度线,若不在,应调零,否则测量结果不准确.如图2(d),不用任何力时指针在零刻度值下方,测量后读数时就将指针上方的一段值读进去了,导致测量结果偏大.
  4.使用弹簧测力计之前,应轻轻来回拉动挂钩几次,目的是看弹簧是否跟外壳相碰、摩擦,是否有不灵活的现象.
  四、弹簧测力计使用过程中的注意点
  1.无论弹簧测力计是竖放、横放、斜放,弹簧的轴线与所测力的方向都要一致,弹簧、秤钩不能和外壳产生摩擦,否则结果就会不准确.
  2.观察时视线要与刻度盘垂直.
  3.读数时,指针往往不一定正好指在某一刻度线上,粗略测量时,靠近哪条线,就读那条线的数值,初中物理测量长度需记录到分度值的下一位,即必须估测一位,其他如质量、时间、温度、力、电压、电流等估测不作要求.
  例2如图2所示,关于弹簧测力计的使用,图中正确的是().
  解析B图手拉挂钩时向上拉,由于弹簧测力计自身的重力,未拉之前弹簧先伸了一点而使测量结果偏大;C图力的方向没有与弹簧轴线方向一致;D图测力前没有先调零.
  所以A正确.
  例3一位同学在自制弹簧测力计前,取某一规格的弹簧来做实验,记录数据如下:
  (1)分析这些数据可以得出什么结论?
  (2)用这种规格的弹簧做弹簧测力计,它的测量范围是多大?
  (3)用这种规格的弹簧做成的弹簧测力计,在原长100mm处定为零刻度,以后每伸长5mm划一刻度,标记为1、2、3……,且将相邻的两个刻度间均匀分成5小格,则该弹簧测力计的分度值为多少?
  解析100mm是拉力为零时的原长,每增加1N,弹簧伸长量增加5mm,在5N以后,没有这个规律,所以本题解法如下:
  (1)分析这些数据得出的结论是:在一定范围内,弹簧的伸长跟所受拉力成正比(一定要强调“在一定范围内”);
  (2)测量范围是0~5N;
  (3)每伸长5mm划一刻度,即每增加1N划一刻度,又在相邻两个刻度间均匀分成5小格,每小格是0.2N,所以分度值是0.2N.
  这是一道对能力要求较高的实验题,考查了弹簧测力计的制作原理及怎样使用弹簧测力计的有关知识.
  例4如图1所示的弹簧测力计,用十分简洁的文字为它写一份使用说明书.
  解析这是一条小综合的简答题,考查识图能力及正确使用弹簧测力计的知识,并且学会用物理术语十分简洁地写一份仪器使用说明书.首先要能够根据图示知道这只弹簧测力计的测量范围、分度值,其次要知道弹簧测力计的作用,这是一道开放性题目.
  参考答案如下:
  使用弹簧测力计,最大测量值不能超过5N;
  使用前要将指针调在零刻度线上,即调零;
  弹簧测力计使用前首先要轻轻来回拉动几下;
  测量力时,要使弹簧测力计内弹簧伸长方向跟所测力的方向在一条直线上.
  例5小明同学做实验时,在竖直悬挂的弹簧下加钩码探究弹簧的伸长量与弹簧所受拉力的关系,下表是小强同学的实验数据(在一定范围内).
  (1)请你帮小明完成上表的空白处;
  (2)在坐标图3中画出弹簧的伸长量与弹簧受到拉力大小的关系图;
  (3)请你说明弹簧测力计上相邻两刻度线间的距离为什么总是相等的?
  解析第(1)小题中,要求我们填出伸长量,而伸长量是现在的长度与原长之差,由表中可知当弹簧受到的拉力为零时,得到原长为6.0cm,这样由左向右的四空中分别是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)小题中,根据实验数据表先描点然后用平滑曲线将这些点连接起来,作图如图4.
  第(3)小题中,因每相邻两刻度线所代表的力的大小是一样的,而弹簧伸长的长度与它受到的拉力成正比,所以每相邻两刻度间的间距一定是相等的.

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