細說彈簧測力計的使用

石弘

彈簧測力計是力學中最重要的測量儀器，學會并熟練操作彈簧測力計是每一位同學必須具備的技能，彈簧測力計的使用也因此成為各類考試中常見的考點.關于彈簧測力計的考題主要涉及以下幾個方面.

一、彈簧測力計的原理

彈簧測力計為什么可以測量拉力的大小，原因是不同的力使彈簧發生的形變不同.所以，將不同的力作用在同一根彈簧上.每一個力都會有一個對應的形變大小，根據彈簧的形變大小就可以知道彈簧受到的拉力大小，初中教材里對彈簧測力計原理是這樣描述的：在彈性限度內，彈簧受到的拉力越大.彈簧的伸長量就越長.到了高中，同學們將會學到對這個原理更精確的描述：在彈性限度內，彈簧的伸長量跟受到的拉力成正比.

例1 利用彈簧測力計來測量力的大小.它利用了力的作用效果中的（）.

A.力可以改變物體的運動狀態

B.力可以改變物體的運動速度

C.力可以改變物體的運動方向

D.力可以改變物體的形狀

解析：彈簧測力計是利用力能改變物體的形狀來測量力的，

答案：D

例2小華利用如圖1所示的實驗裝置探究彈簧的長度跟外力的變化關系，并記錄了相應實驗數據，如表1. .（1）這項研究在實際中的應用是_______.

（2）分析表1所示的實驗數據，你可得到的結論是：_______.

（3）小華作出了如圖2所示的三個圖象.其中正確的是_______（填序號）.

解析：要得出兩個物理量的關系，必須遵循這么一個原則：能答有什么關系就不答有關.能答定量的結論就不答定性的結論.得出結論后還要注意得出的結論是否有條件的限制.

觀察圖1.結合表1中的數據可知.在一定范圍內，彈簧的伸長量與所掛鉤碼質量成正比.當所掛鉤碼對彈簧的拉力超過一定限度時，彈簧的伸長量不再改變，因此，這項研究得出的結論是：在彈性限度內，彈簧的伸長量與所受的拉力成正比，該實驗在實際中的應用是彈簧測力計，圖2B可以正確反映這種關系，

答案：（1）彈簧測力計 （2）在彈性限度內，彈簧的伸長量跟受到的拉力成正比（3）B

二、彈簧測力計的使用

在使用彈簧測力計時應做到：①觀察量程、分度值（便于讀數）.每個彈簧測力計都有一定的測量范圍，拉力過大，彈簧測力計會被拉壞，使彈簧不能恢復到原來的長度，因此在測量之前，先要估計所測力的大小，選擇合適量程的彈簧測力計來測量.②觀察指針是否指在零刻度，如果沒指在零刻度，要將指針調到零刻度.③輕輕來回拉動掛鉤幾次，防止彈簧卡殼.④測力時，要使彈簧中心的軸線方向跟所測力的方向一致，使指針和外殼無摩擦，彈簧不要靠在刻度板上.⑤讀數時，視線要與刻度板垂直.

例3使用彈簧測力計時，下列說法中錯誤的是（）.

A.彈簧測力計必須豎直放置，不得傾斜

B.使用前必須檢查指針是否指零

C.使用前，彈簧、指針、掛鉤不能與外殼摩擦

D.使用時必須注意所測的力不得超過彈簧測力計的測量限度

解析：彈簧測力計可以測任何方向的拉力，沒有要求必須豎直放置.B、C、D都是彈簧測力計的使用要求.

答案：A

例4 使用彈簧測力計測量鉤碼所受的重力時.為什么要等到所掛鉤碼靜止下來才能讀數呢？

解析：彈簧測力計是測量力的儀器，用彈簧測力計測量重力和滑動摩擦力是利用二力平衡原理進行的間接測量，即當物體靜止（或勻速直線運動）時，拉力與重力（或滑動摩擦力）大小相等，

答案：當所掛鉤碼靜止時，拉力與重力是一對平衡力.此時彈簧測力計所測的拉力與重力大小相等.

例5如圖3甲所示.用彈簧測力計測量水平桌面上的鉤碼所受的重力，彈簧測力計從圖示位置開始向上緩慢提升，其示數F與上升的高度h之間的關系如圖3乙所示，試解答下列問題.

（1）鉤碼所受的重力為____N.

（2）當h=4cm時，彈簧測力計的示數是____N，桌面對鉤碼的支持力是_______N.

解析：剛開始時，拉力小于重力，鉤碼沒有離開桌面.當緩緩提鉤碼離開桌面后，彈簧測力計的示數不再變化.說明此時鉤碼在勻速上升，拉力與重力相等，所以此時示數即為鉤碼所受重力大小，當h=4cm時，在圖上描點可以直接讀出彈簧測力計的示數，此時彈簧測力計的示數與支持力之和等于重力.

答案：（1）4.5（2）3.0 1.5

學即用，練一練：

下列關于對彈簧測力計的認識，正確的是（）.

A.彈簧測力計上的測量限度就是彈性限度

B.彈簧測力計的刻度是均勻的，因為彈簧的長度跟受到的拉力成正比

C.彈簧的伸長量跟受到的拉力成正比，這就是彈簧測力計的原理

D.彈簧測力計是用彈簧做成的，因此可以用彈簧來測量力

參考答案：C