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用弹簧测力计测量力

认识弹簧测力计的量程和分度值,会调零,会正确使用弹簧测力计测量力的大小,知道弹簧测力计的工作原理。

动手做实验 · Virtual Lab

调零、挂物体、等指针停稳再读数

实验步骤

正在搭建 3D 实验台

测力计挂在铁架台上,下面的特写是它的刻度板

第 1 步

认识测力计,调零

使用前先观察测力计的量程和分度值;轻轻来回拉动挂钩几次,看指针能不能回到原处;再把指针调到零刻度线处。

先看清这个测力计(看下面的特写):量程是多少?分度值是多少?

量程
分度值
弹簧测力计 · 特写静止 ✓
012345N
量程?分度值?
检查和调零

调零

文字版:器材、步骤与结论适合备课、打印+

器材

  • 弹簧测力计(量程 0~5 N,分度值 0.2 N)
  • 铁架台
  • 钩码若干(每个 0.5 N)
  • 苹果、文具盒等物体
  • 弹簧
  • 刻度尺

记忆口诀

一看二调三测四读

看量程和分度值;调零;测量时弹簧的伸长方向与力的方向一致;等指针静止后读数,视线与刻度板垂直。

  1. 看

    观察弹簧测力计的量程和分度值,估计被测力的大小,被测力不能超过量程。

  2. 调

    轻轻来回拉动挂钩几次,看指针能否回到原处;再把指针调到零刻度线处。

    要点来回拉几下,是检查弹簧、指针、挂钩有没有被外壳卡住。

  3. 测

    把物体挂在挂钩上,使弹簧的伸长方向与力的方向在同一条直线上。

    要点测重力时要竖直悬挂;斜着拉,弹簧会与外壳摩擦,示数偏小。

  4. 读

    待物体静止、指针稳定后读数,视线与刻度板垂直,记下示数和单位。

  5. 05

    在一根弹簧下逐个增加钩码,记下弹簧的长度,算出伸长量,研究伸长量与拉力的关系。

现象

挂上物体后指针先上下振动,然后停在某一刻度处;物体越重,示数越大。弹簧下挂的钩码越多,弹簧伸得越长,每增加一个钩码,弹簧伸长的长度都相同。

结论

使用弹簧测力计前要看清量程和分度值并调零;测量时力的方向要沿弹簧的轴线,所测的力不能超过量程;物体静止时读数,示数等于物体受到的重力。在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比,这是弹簧测力计的工作原理。

记忆口诀

伸长量与拉力成正比

在弹性限度内,弹簧的伸长量(不是长度)与它受到的拉力成正比,所以测力计的刻度是均匀的。

01 — Principle

实验原理

在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,伸长量就越大,伸长量与拉力成正比。弹簧测力计就是根据这个道理制成的,所以它的刻度是均匀的。用测力计竖直挂起一个物体,物体静止时,测力计对物体的拉力与物体受到的重力是一对平衡力,测力计的示数就等于物体受到的重力。

02 — Pitfalls

易错点

Q1测力计的指针没有对准零刻度线,在 0.2 N 处,直接测量会怎样?+

测出的力偏大 0.2 N。应该先调零再测;如果不能调零,就要把读数减去 0.2 N。

Q2为什么要等物体静止后再读数?+

刚挂上物体时弹簧会上下振动,示数一直在变。物体静止时,测力计的拉力才与物体的重力二力平衡、大小相等。

Q3用测力计斜着拉物体,会有什么问题?+

弹簧的伸长方向与拉力方向不在一条直线上,弹簧、挂钩会与外壳摩擦,示数偏小。测力时要使弹簧的轴线方向与所测力的方向一致。

Q4弹簧的长度与拉力成正比吗?+

不是。成正比的是伸长量(现在的长度减去原长),不是长度:不挂物体时弹簧也有一定的长度,叫原长。

03 — Practice

典型例题

点选答案,立即查看解析答对 0 / 4
  1. 例 1

    关于弹簧测力计的使用,下列说法错误的是( )

  2. 例 2

    一根弹簧原长 10 cm,挂 2 N 的物体时长 12 cm。在弹性限度内挂 3 N 的物体时,它的长度是( )

  3. 例 3

    用弹簧测力计测一个苹果的重力,苹果静止时示数为 1.8 N,苹果受到的重力是( )

  4. 例 4

    弹簧测力计的刻度是均匀的,这是因为( )

04 — In Life

生活中的应用

弹簧伸长

拉力器

健身用的拉力器里有几根弹簧,拉得越开,弹簧伸长越多,需要的拉力就越大。

测重力换算质量

弹簧秤

菜市场的弹簧秤测的其实是重力,刻度按 m = G / g 换算成了质量。

自己做

橡皮筋测力计

用橡皮筋、回形针和硬纸板也能做一个简易测力计:挂上不同个数的钩码标出刻度,再用它去测力。

05 — Safety

安全提示

  • 所测的力不要超过测力计的量程。
  • 挂物体、取物体时动作要轻,不要突然松手让挂钩猛弹回去。
  • 钩码要挂牢,防止掉落砸伤脚。

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