馬瑞園
彈簧秤在物理學(xué)中又叫彈簧測(cè)力計(jì),本身是一種測(cè)量力的儀器,它是利用彈簧的形變量與外力成正比的關(guān)系制成的.圖1 是我們生活中常見(jiàn)的兩種彈簧秤(臺(tái)式和手提式),它們是一種經(jīng)過(guò)重力和質(zhì)量轉(zhuǎn)換后顯示質(zhì)量的測(cè)量工具.
彈簧秤的種類(lèi)
彈簧秤分為壓力式和拉力式兩種類(lèi)型.壓力式彈簧秤的水平托盤(pán)承受的壓力等于物體所受的重力.秤盤(pán)指針旋轉(zhuǎn)的角度指示所受壓力的數(shù)值,拉力式彈簧秤下端的彈簧和一個(gè)鉤子連在一起.上端固定在外殼頂?shù)沫h(huán)上,被測(cè)物體掛在下面的鉤上,作用力的大小或物體所受的重力從彈簧秤的外殼上的標(biāo)度數(shù)值直接讀出.
彈簧秤的原理
彈簧秤是根據(jù)胡克定律——彈簧在彈性限度內(nèi)的形變量與所受外力的大小成正比制成的.稱(chēng)重時(shí).彈簧發(fā)生彈性形變所產(chǎn)生的彈力與被測(cè)物所受的重力相等.故從形變量的大小即可測(cè)得被測(cè)物所受的重力,通過(guò)質(zhì)量和重力的關(guān)系換算便可以確定其質(zhì)量(其關(guān)系是G=mg).彈簧秤的稱(chēng)量可從1 mg到數(shù)十噸,載荷在2 mg以下的常采用石英絲彈簧,載荷在5g以下的常采用平卷彈簧,載荷量更大的常采用螺旋彈簧或盤(pán)形彈簧,彈簧測(cè)力計(jì)的構(gòu)造
在實(shí)驗(yàn)室中,我們主要用的是手提式彈簧測(cè)力計(jì),它的構(gòu)造如圖2所示,主要由彈簧、指針、刻度面板、鐵桿、吊環(huán)和掛鉤構(gòu)成.彈簧測(cè)力計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、讀數(shù)直觀的優(yōu)點(diǎn),但因彈簧具有彈性滯后的特性,且易受溫度等外界條件變化的影響,故其準(zhǔn)確度、靈敏度較低.此外,其稱(chēng)重結(jié)果還因g值的不同會(huì)有所差異,
彈簧測(cè)力計(jì)的使用
正確使用彈簧測(cè)力計(jì)才能準(zhǔn)確進(jìn)行測(cè)量.所以規(guī)范地使用彈簧測(cè)力計(jì)才能更好地達(dá)到我們的測(cè)量目的.在使用物理儀器時(shí),我們都要充分了解其使用前、使用時(shí)和使用后的注意事項(xiàng),
1.彈簧測(cè)力計(jì)在使用前:
(1)需先拉動(dòng)彈簧掛鉤,最好輕輕地來(lái)回拉動(dòng)掛鉤幾次,以免彈簧和外殼摩擦、卡住,造成誤差過(guò)大.
(2)觀察量程,知道這個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的最大量程是多少.
(3)觀察分度值,不同的彈簧測(cè)力計(jì)分度值不同.清晰了解分度值才能更準(zhǔn)確地進(jìn)行讀數(shù).
(4)進(jìn)行校零.檢查指針是否在零刻度線(xiàn)上.調(diào)整對(duì)齊零刻度線(xiàn),因?yàn)樨Q直測(cè)量時(shí)和水平測(cè)量時(shí)零刻度線(xiàn)位置可能不同,所以使用前需要校正指針歸零.
2.彈簧測(cè)力計(jì)在使用時(shí):
(1)注意測(cè)量力的大小不能超出彈簧測(cè)力計(jì)的量程,以免損壞彈簧測(cè)力計(jì).
(2)保持同方向.測(cè)量不同方向的力時(shí),要讓彈簧測(cè)力計(jì)內(nèi)的彈簧軸線(xiàn)方向跟所測(cè)力的方向處在同一條直線(xiàn)上.
(3)讀數(shù)時(shí)要保持視線(xiàn)與刻度盤(pán)垂直.
3.彈簧測(cè)力計(jì)在使用后:
需要及時(shí)調(diào)整刻度線(xiàn)歸零.以備下次方便使用,存放時(shí)要放到清潔干燥處,避免彈簧被腐蝕生銹.從而影響其測(cè)量的準(zhǔn)確性.
彈簧測(cè)力計(jì)是比較精確的測(cè)量?jī)x器之一,需要我們科學(xué)規(guī)范地進(jìn)行使用,才能延長(zhǎng)其使用壽命,保持良好的測(cè)量精度.
責(zé)任編輯 蔡華杰
本期《嘟嘟闖關(guān)記》參考答案
1.嘟嘟所看到的樹(shù)木會(huì)動(dòng),不是真會(huì)動(dòng),而是因?yàn)樗x取的參照物不同.嘟嘟選擇車(chē)為參照物,則自己相對(duì)于車(chē)是靜止的,樹(shù)木相對(duì)于車(chē)是運(yùn)動(dòng)的,所以看起來(lái)是樹(shù)木向自己快速“跑”來(lái).
2.這兩根并排的水管分別是浴室的冷水與熱水的進(jìn)水管.嘟嘟洗澡時(shí),浴室的溫度較高,空氣的濕度也較大,水蒸氣遇到冷水管會(huì)液化成小水珠附著在其表面,看起來(lái)濕漉漉的;而熱水管的溫度較高,其表面不會(huì)有水蒸氣液化,所以看起來(lái)很干燥,注意:同學(xué)們遇到類(lèi)似的情況時(shí),不要用手觸摸,避免被燙傷.
3.嘟嘟看到放到水里的筷子好似折了.是因?yàn)榘l(fā)生了折射現(xiàn)象,當(dāng)光線(xiàn)從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí),光線(xiàn)會(huì)發(fā)生偏折,筷子反射的光是從水中斜射入空氣中,發(fā)生了偏折,而人眼逆著折射光的方向看去,所以看起來(lái)筷子好似折了.
4.嘟嘟和他的小伙伴第一次沒(méi)拉出來(lái)的原因是他和小伙伴的力沒(méi)有用在同一個(gè)方向上,這樣合力就比較小.在調(diào)整后,嘟嘟和小伙伴的力在一個(gè)方向上,這樣合力比較大,就可以把車(chē)?yán)鰜?lái)了.
5.地球上的所有物體均受到地球?qū)λ奈Γ捎诘厍虻奈刮矬w受到的力叫作重力.樹(shù)葉離開(kāi)樹(shù)枝,紙飛機(jī)離開(kāi)手,它們都會(huì)在重力的作用下落到地面上.
6.賽車(chē)在轉(zhuǎn)彎時(shí),經(jīng)常會(huì)有漂移、甩尾等動(dòng)作,既保持了賽車(chē)以一定速度轉(zhuǎn)彎,又增加了觀賞性.常見(jiàn)的漂移是慣性漂移,賽車(chē)手在轉(zhuǎn)彎時(shí)松油門(mén)并猛打轉(zhuǎn)向,讓車(chē)子邊打滑邊轉(zhuǎn)彎,車(chē)身由于慣性仍保持向前運(yùn)動(dòng),但車(chē)的實(shí)際前進(jìn)方向和車(chē)頭方向不同,就發(fā)生漂移了.
中學(xué)生數(shù)理化·八年級(jí)物理人教版2020年2期