石弘

彈簧測力計(jì)是力學(xué)中最重要的測量儀器，學(xué)會(huì)并熟練操作彈簧測力計(jì)是每一位同學(xué)必須具備的技能，彈簧測力計(jì)的使用也因此成為各類考試中常見的考點(diǎn).關(guān)于彈簧測力計(jì)的考題主要涉及以下幾個(gè)方面.

一、彈簧測力計(jì)的原理

彈簧測力計(jì)為什么可以測量拉力的大小，原因是不同的力使彈簧發(fā)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(gè)力都會(huì)有一個(gè)對應(yīng)的形變大小，根據(jù)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(jì)原理是這樣描述的：在彈性限度內(nèi)，彈簧受到的拉力越大.彈簧的伸長量就越長.到了高中，同學(xué)們將會(huì)學(xué)到對這個(gè)原理更精確的描述：在彈性限度內(nèi)，彈簧的伸長量跟受到的拉力成正比.

例1 利用彈簧測力計(jì)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)

B.力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)速度

C.力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)方向

D.力可以改變物體的形狀

解析：彈簧測力計(jì)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(shí)驗(yàn)裝置探究彈簧的長度跟外力的變化關(guān)系，并記錄了相應(yīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如表1. .（1）這項(xiàng)研究在實(shí)際中的應(yīng)用是_______.

（2）分析表1所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，你可得到的結(jié)論是：_______.

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

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

觀察圖1.結(jié)合表1中的數(shù)據(jù)可知.在一定范圍內(nèi)，彈簧的伸長量與所掛鉤碼質(zhì)量成正比.當(dāng)所掛鉤碼對彈簧的拉力超過一定限度時(shí)，彈簧的伸長量不再改變，因此，這項(xiàng)研究得出的結(jié)論是：在彈性限度內(nèi)，彈簧的伸長量與所受的拉力成正比，該實(shí)驗(yàn)在實(shí)際中的應(yīng)用是彈簧測力計(jì)，圖2B可以正確反映這種關(guān)系，

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

二、彈簧測力計(jì)的使用

在使用彈簧測力計(jì)時(shí)應(yīng)做到：①觀察量程、分度值（便于讀數(shù)）.每個(gè)彈簧測力計(jì)都有一定的測量范圍，拉力過大，彈簧測力計(jì)會(huì)被拉壞，使彈簧不能恢復(fù)到原來的長度，因此在測量之前，先要估計(jì)所測力的大小，選擇合適量程的彈簧測力計(jì)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(diào)到零刻度.③輕輕來回拉動(dòng)掛鉤幾次，防止彈簧卡殼.④測力時(shí)，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(shù)時(shí)，視線要與刻度板垂直.

例3使用彈簧測力計(jì)時(shí)，下列說法中錯(cuò)誤的是（）.

A.彈簧測力計(jì)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(shí)必須注意所測的力不得超過彈簧測力計(jì)的測量限度

解析：彈簧測力計(jì)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(jì)的使用要求.

答案：A

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

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

答案：當(dāng)所掛鉤碼靜止時(shí)，拉力與重力是一對平衡力.此時(shí)彈簧測力計(jì)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(jì)測量水平桌面上的鉤碼所受的重力，彈簧測力計(jì)從圖示位置開始向上緩慢提升，其示數(shù)F與上升的高度h之間的關(guān)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(dāng)h=4cm時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)是____N，桌面對鉤碼的支持力是_______N.

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

答案：（1）4.5（2）3.0 1.5

學(xué)即用，練一練：

下列關(guān)于對彈簧測力計(jì)的認(rèn)識，正確的是（）.

A.彈簧測力計(jì)上的測量限度就是彈性限度

B.彈簧測力計(jì)的刻度是均勻的，因?yàn)閺椈傻拈L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(jì)的原理

D.彈簧測力計(jì)是用彈簧做成的，因此可以用彈簧來測量力

參考答案：C