弹簧测力计原理

“弹簧测力计”若干问题

同学们对于弹簧并不陌生，很多人也用过弹簧，比如装有小弹簧的笔、自行车坐垫里也有弹簧、摩托车支架上的又粗又大的弹簧等等.但当其制成弹簧测力计之后，认为很神秘，在碰到有关题目时束手无策. 出于帮助同学们更好地理解掌握弹簧测力计的使用方法而且能够顺利解题的目的，在下文当中，从几个方面剖析.希望对有困惑的学生以轻松学习的功效.

一、探究弹簧的性质

(1)如下图甲是一根弹簧在拉力的作用下被拉伸的实验示意图，先读出在不挂钩码时弹簧下端指针所指的刻度值，然后在弹簧下端挂上钩码逐个增加钩码个数，测出指针所指的刻度值，所得的数据填入设计的表格如下：（重力加速度g 取10Kg/N ）

(2)根据所

测量的

数据进

行描

点，在用平滑

的曲线或直线

连接各点，在连结时应让尽量多的点落在线上，偏差比较大的点舍去.不

在线上的点尽量平均分布在线的两侧，如图：

(3)从图乙中可以看出，在0至4N 的范围内，图

像是一条过坐标原点的直线，说明弹簧的伸长长度与

受到的拉力成正比.当拉力大于4N 时，伸长长度与受

到的拉力不成正比关系.

(4)其实，在拉力超过4N 时，弹簧发生的是塑性

形变，这种情况称为超出了弹性限度.

(5)从而得出实验结论：在弹性限度范围内，弹簧伸长或压缩的长度

与受到的拉力或压力成正比.根据这一原理，制成弹簧测力计.

二、弹簧测力计的使用

在使用弹簧测力计之前，必须认清其构造，如丙图所示，主要有弹簧、指针、铁杆和

挂钩等等.

(1)首先要看清其量程，所要测量的力不能超过它的量程.因为弹簧是有一定弹性限度

的，超过这个限度测量就不准确，还有可能损坏测力计.

(2)测量前要看清楚弹簧测力计的分度值，以便测量时读数.

(3)测量前要检查指针是否指在零刻度线.如果没有指在零刻度线，要进行调节使指针

指在零刻度线.

(4)使用前，要轻轻地来回拉动弹簧测力计的挂钩，以免指针被卡住，给测量带来较大的误差.

(5)测量时，拉弹簧测力计挂钩的力要和测力计的外壳平行，避免扭曲和摩擦，尽量减小由于摩擦产生的测量误差.

(6)要等到示数稳定后再读数，读数时视线要与刻度面板表面垂直.

钩码质量m/ Kg 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 拉力 F/N 0 1 2 3 4 5 6 7 刻度值 l/cm

15.00 18.94 22.82 26.78 30.66 34.60 42.00 54.50 甲 丙

乙

弹簧测力计原理

在弹性限度内，弹簧的弹力和弹簧的形变量(伸长或压缩值)成正比。写作：

F=k·x

其中：“F”，表示弹簧的弹力，弹力是弹簧发生形变时对施力物的作用力。

“x”，是弹簧伸长或缩短的长度，注意“x”是以弹簧无形变时的长度为基准，即x=x'-x0或x=x0-x'。

“k”，叫弹簧的劲度系数，它描述单位形变量时所产生弹力的大小，k值大，说明形变单位长时需要的力大，或者说弹簧“硬”。k跟弹簧材料、长短、粗细等都有关系。k的国际单位是牛／米。

如果将几个同样的弹簧串联或并联起来后，这个新的弹簧的劲度系数不再是原来的劲度系数。设两个劲度系数都是k的弹簧串联后的劲度系数为k1，则有F=k1·x，由于a点的弹力也为F，所以对弹簧1可写两个劲度系数都是k原长相同的弹簧并联时的劲度系数为k2，则有

F=k2·x

数变小，并联后的变大。

回答者：lewuyang - 总监八级 4-4 21:12