认识弹力和弹簧测力计

认识弹力和弹簧测力计

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1．两种形变

物体形状或体积的改变，叫形变。直尺、橡皮筋等物体受力会发生形变，不受力时又恢复到原来的形状，物体的这种特性叫做弹性，能够完全恢复原状的形变叫弹性形变；橡皮泥、纸等形变后不能自动恢复原来的形状，物体的这种特性叫做范性，当物体发生形变后，撤去外力，不能恢复原状的形变叫范性形变。发生弹性形变的物体，如橡皮筋、弹簧等，当外力超过一定的限度时也会发生范性形变，即撤去外力后，不能恢复原状。所以使用弹簧时不能超过它的弹性限度，否则会使弹簧损坏。

有些物体的形变是非常微小的、人眼不能观察到，例如用手挤压玻璃瓶时，玻璃瓶的形变；人压桌子时，桌子发生的形变等。用放大的思想可以把微小的形变显示出来。如显示玻璃瓶的形变可以按如图1所示，在椭圆形的大墨水瓶瓶塞中插一根内径约1～1．5mm毛细管，瓶内装满水，为了醒目，可加入几滴红墨水，管后衬白色纸屏。实验时，在瓶的截面短轴方向（图1（a）所示方向）施加压力，水柱上升，说明瓶体微小形变使容积减小；撤去压力，水柱下降到原位。在瓶的长轴方向（图1（b）所示方向）施加压力，水柱下降，说明瓶的容积变大；撤去压力，水柱升到原处。

显示桌面受力发生形变的方法：如图2所示，用激光灯照在

桌面平面镜上，经两次反射后照在墙上。

演示时，用力压桌面，墙上的光点会发生明显偏移，说明桌面受外力而产生形变。若无激光灯可用手电筒代替。

2．弹力

我们在压尺子、拉橡皮筋时，感受到它们对人也有力的作用，这种力在物理学上叫做弹力。弹力是物体由于发生弹性形变而产生的力。弹力也是一种很常见的力。并且任何物体只要发生弹性形变就一定会产生弹力。而日常生活中经常遇到的绳的拉力、重物的压力、支持物的支持力等，实质上都是弹力。

弹力的产生条件：两个物体直接接触并相互挤压。弹力的大小与物体的弹性强弱和形变量的大小有关。压力、拉力、支持力等都是弹力，弹力的方向：跟受力物体的形变方向一致。例如，压力方向：跟受力面垂直且指向受力物体内部；拉力方向：沿着绳子的伸长方向；支持力方向：跟受力物体表面垂直，且向上。

3．力的单位

在国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，符号是N。体验1N的大小：手托起两个鸡蛋所用的力大约为1N。成年男子右手的握力大约是700N；一个质量是40kg的同学对地面的压力大约是400N等等。

4．力的测量──弹簧测力计

用途：弹簧测力计是测量力的大小工具。

原理：在弹性限度内，弹簧的伸长与所受的拉力成正比。

使用方法：“看”：量程、分度值、指针是否指零；“调”：调零；“读”：读数。

注意事项：A．所测力的方向要与弹簧测力计中弹簧的伸长方向一致；B．把挂钩轻轻拉动几下，看看是否灵活；C．加在弹簧测力计上的力不许超过它的最大量程。

物理实验中，有些物理量的大小是不宜直接观察的，但它变化时引起其他物理量的变化却容易观察，用容易观察的量显示不宜观察的量，是制作测量仪器的一种思路。这种科学方法称作“转换法”。利用这种方法制作的仪器有温度计、弹簧测力计、压强计等。