彈簧測力計的原理及(jí)使用
一、彈簧測力計的構造
彈(dàn)簧測力計主要由彈簧、秤鈎、指(zhǐ)針和刻度盤組成.(見(jiàn)圖1)
二、彈簧測力計的原理
拉彈簧用的力越大，彈簧伸長得(dé)越長.這與力的作(zuò)用效果（一是改變物體的(de)形狀；二是改變物體的運動狀态）中的第一點是符合的，即使(shǐ)用在物體上的外力越大，物體的形變就越大(dà).
例1某同學研究(jiū)彈簧的伸(shēn)長與拉力的關系，實驗數據如下表(biǎo)：
分析以上記錄(lù)的數(shù)據後，能得出的結論
是：.
解析從數據中可以看出拉力大(dà)小由0．49N增大到0．98N，變(biàn)成2倍，彈簧的伸(shēn)長也(yě)由2cm增大到4cm，變成2倍；同樣由0．49N到1．47N，增大到3倍，伸長也由2cm到6cm，增大(dà)到3倍；依此類推，可以得出(chū)，拉力(lì)增大到幾(jǐ)倍，彈簧的伸長就增大到幾倍，即彈(dàn)簧伸長的長度與它受到的拉(lā)力成正比.
這裡的伸長是指現長度與原長(不用任何力時的長度)的(de)差(chà)，切不可與彈簧長度(dù)混為一談.
三、彈(dàn)簧測力計使用前的注意點
1.觀(guān)察量程，即測量範圍，如圖1所示彈簧(huáng)測力計的量程為5N，使用前要估測(cè)所測力的大小，被測(cè)的(de)力不能超過彈簧測力計的量程，否則會損壞彈簧測力計.
2．觀(guān)察彈簧(huáng)測(cè)力計的分度值，即最小兩(liǎng)個刻度(dù)間所表示的數值(zhí)，了解分度值的大小，有利(lì)于正确讀數.如圖1，彈簧測力(lì)計的分(fèn)度值為0．2N.
3．觀察指針是(shì)否指在零刻度線，若不在，應調零，否則測量結果不準确.如圖2(d)，不用任何力時指針在零刻度值下方，測量後讀數時就将指針上方的一段值讀進去(qù)了，導緻測量結果偏大.
4．使(shǐ)用彈簧測力計之前，應輕輕來回拉動挂鈎幾次，目的是看彈簧是(shì)否跟(gēn)外殼相碰(pèng)、摩擦，是否有不靈(líng)活的現象.
四、彈簧測力計使用過程中的注意點
1.無論(lùn)彈簧測力計是豎放(fàng)、橫放(fàng)、斜放，彈簧的軸(zhóu)線與所測力的方向都要一緻，彈簧、秤鈎不能和外殼産生摩擦，否則結果就會不(bú)準确.
2.觀察時視線要(yào)與刻度盤垂直.
3.讀數時，指針往往不一定正好指在某一刻(kè)度(dù)線上，粗略測量時，靠近哪(nǎ)條線(xiàn)，就讀那條線的數值，初中物理(lǐ)測量長度需記錄到分度值的下一位，即必須(xū)估測一位，其(qí)他(tā)如質量、時間、溫(wēn)度、力、電壓、電流等估測不(bú)作要求.
例2如圖2所示，關于彈簧測(cè)力計的(de)使(shǐ)用，圖中正确的是（）.
解析(xī)B圖手拉挂鈎時(shí)向上拉(lā)，由于彈簧測力計自身的重力，未拉之前彈簧(huáng)先伸了一點而使測量結果偏大；C圖力的方向沒有與彈簧軸線方向(xiàng)一緻；D圖測力前(qián)沒有(yǒu)先調零.
所以A正确.
例3一位同(tóng)學在自(zì)制彈簧測力(lì)計前，取某一規格的彈(dàn)簧來做實驗，記錄數據如下：
（1）分(fèn)析這(zhè)些數據可以得出(chū)什麼結論?
（2）用這種(zhǒng)規格的彈簧做彈簧測力計，它的測(cè)量範圍是多大?
（3）用這種規格的彈簧做成的彈簧測力計，在原長100mm處定為零刻度，以後每伸長5mm劃一刻度，标記為1、2、3……，且将相鄰的(de)兩個刻度間均勻分成5小格，則該彈(dàn)簧測力計(jì)的分度值為多少?
解析(xī)100mm是(shì)拉力為零時的原長(zhǎng)，每增加1N，彈(dàn)簧伸長量增加5mm，在5N以後，沒(méi)有這個規律，所以本題解法如下(xià)：
（1）分析這(zhè)些(xiē)數據得(dé)出的結論是：在一定(dìng)範圍内，彈簧的伸長跟所受拉(lā)力成正比（一定要強調“在一定範圍内”）；
（2）測(cè)量範(fàn)圍是0～5N；
（3）每伸長(zhǎng)5mm劃(huà)一刻度，即每增加1N劃一刻(kè)度，又在相鄰兩個刻度間均勻分成5小格，每小格是(shì)0．2N，所以分度值是0．2N.
這是一道對(duì)能力要求較高的實驗題，考查了彈簧測力計的(de)制作原理及怎(zěn)樣使用彈簧測力計的有(yǒu)關知識.
例4如圖1所示的彈簧測(cè)力計，用十分簡潔的(de)文(wén)字為它寫一份使用說明書.
解析這(zhè)是一條小綜(zōng)合的簡答(dá)題，考查識圖能(néng)力及正确使用彈簧測力計的知識，并且(qiě)學會(huì)用物理術語十分簡潔地寫一份儀器使(shǐ)用說明書.首先要(yào)能夠根據圖示知道這隻彈簧測力計的(de)測量範圍(wéi)、分度值，其次要知道彈簧測力計的作用，這是一道開(kāi)放性題目.
參考答案(àn)如下：
使用彈簧測(cè)力計，最(zuì)大測量值不能超過5N；
使用前要将指(zhǐ)針調在零刻度(dù)線上，即調零；
彈(dàn)簧測力計使用前首先要輕輕(qīng)來回拉動幾下；
測量(liàng)力時，要使彈簧測(cè)力計内彈簧伸長(zhǎng)方向跟所測力的方向在一條直線上.
例5小明(míng)同學做(zuò)實驗時，在豎直懸挂的彈簧(huáng)下加鈎碼探究彈簧(huáng)的伸長量(liàng)與彈簧所受拉力的關系，下表是(shì)小強同學的實驗數據(在一定範圍内).
(1)請你(nǐ)幫小明完成上表的空白(bái)處；
(2)在坐标圖3中(zhōng)畫出彈簧的伸長量(liàng)與彈簧受到拉(lā)力大小的關系圖；
(3)請你(nǐ)說明彈簧測力計上相(xiàng)鄰兩刻度線間的距離為什麼總是相等(děng)的？
解析第(1)小題中，要(yào)求(qiú)我們填(tián)出伸長量，而伸長量是現在(zài)的長度與原長之差，由表中可知當彈簧受到的(de)拉力為零時，得到原長(zhǎng)為(wéi)6．0cm，這樣由左向右(yòu)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)小題中，根據實(shí)驗數據表先描點然後用平滑曲線将這些點連接起來，作圖如圖4.
第(3)小(xiǎo)題中，因每(měi)相鄰兩刻度線(xiàn)所代表的力的大小是一樣的(de)，而彈簧(huáng)伸長的(de)長度與它受到的拉力(lì)成正比，所以每相鄰兩刻度間的間距一定是相等的.
