石弘

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

一、彈簧測(cè)力計(jì)的原理

彈簧測(cè)力計(jì)為什么可以測(cè)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(duì)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(duì)彈簧測(cè)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(zhǎng)量就越長(zhǎng).到了高中，同學(xué)們將會(huì)學(xué)到對(duì)這個(gè)原理更精確的描述：在彈性限度內(nèi)，彈簧的伸長(zhǎng)量跟受到的拉力成正比.

例1 利用彈簧測(cè)力計(jì)來(lái)測(cè)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(cè)力計(jì)是利用力能改變物體的形狀來(lái)測(cè)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(zhǎng)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(hào)）.

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(zhǎng)量與所掛鉤碼質(zhì)量成正比.當(dāng)所掛鉤碼對(duì)彈簧的拉力超過(guò)一定限度時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)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(zhǎng)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(cè)力計(jì)，圖2B可以正確反映這種關(guān)系，

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

二、彈簧測(cè)力計(jì)的使用

在使用彈簧測(cè)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(cè)力計(jì)都有一定的測(cè)量范圍，拉力過(guò)大，彈簧測(cè)力計(jì)會(huì)被拉壞，使彈簧不能恢復(fù)到原來(lái)的長(zhǎng)度，因此在測(cè)量之前，先要估計(jì)所測(cè)力的大小，選擇合適量程的彈簧測(cè)力計(jì)來(lái)測(cè)量.②觀察指針是否指在零刻度，如果沒(méi)指在零刻度，要將指針調(diào)到零刻度.③輕輕來(lái)回拉動(dòng)掛鉤幾次，防止彈簧卡殼.④測(cè)力時(shí)，要使彈簧中心的軸線(xiàn)方向跟所測(cè)力的方向一致，使指針和外殼無(wú)摩擦，彈簧不要靠在刻度板上.⑤讀數(shù)時(shí)，視線(xiàn)要與刻度板垂直.

例3使用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）.

A.彈簧測(cè)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(cè)的力不得超過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)的測(cè)量限度

解析：彈簧測(cè)力計(jì)可以測(cè)任何方向的拉力，沒(méi)有要求必須豎直放置.B、C、D都是彈簧測(cè)力計(jì)的使用要求.

答案：A

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

解析：彈簧測(cè)力計(jì)是測(cè)量力的儀器，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)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(cè)量，即當(dāng)物體靜止（或勻速直線(xiàn)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(duì)平衡力.此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)所測(cè)的拉力與重力大小相等.

例5如圖3甲所示.用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量水平桌面上的鉤碼所受的重力，彈簧測(cè)力計(jì)從圖示位置開(kāi)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(wèn)題.

（1）鉤碼所受的重力為_(kāi)___N.

（2）當(dāng)h=4cm時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是____N，桌面對(duì)鉤碼的支持力是_______N.

解析：剛開(kāi)始時(shí)，拉力小于重力，鉤碼沒(méi)有離開(kāi)桌面.當(dāng)緩緩提鉤碼離開(kāi)桌面后，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不再變化.說(shuō)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(cè)力計(jì)的示數(shù)，此時(shí)彈簧測(cè)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(duì)彈簧測(cè)力計(jì)的認(rèn)識(shí)，正確的是（）.

A.彈簧測(cè)力計(jì)上的測(cè)量限度就是彈性限度

B.彈簧測(cè)力計(jì)的刻度是均勻的，因?yàn)閺椈傻拈L(zhǎng)度跟受到的拉力成正比

C.彈簧的伸長(zhǎng)量跟受到的拉力成正比，這就是彈簧測(cè)力計(jì)的原理

D.彈簧測(cè)力計(jì)是用彈簧做成的，因此可以用彈簧來(lái)測(cè)量力

參考答案：C