细说弹簧测力计的使用

石弘

弹簧测力计是力学中最重要的测量仪器，学会并熟练操作弹簧测力计是每一位同学必须具备的技能，弹簧测力计的使用也因此成为各类考试中常见的考点.关于弹簧测力计的考题主要涉及以下几个方面.

一、弹簧测力计的原理

弹簧测力计为什么可以测量拉力的大小，原因是不同的力使弹簧发生的形变不同.所以，将不同的力作用在同一根弹簧上.每一个力都会有一个对应的形变大小，根据弹簧的形变大小就可以知道弹簧受到的拉力大小，初中教材里对弹簧测力计原理是这样描述的：在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大.弹簧的伸长量就越长.到了高中，同学们将会学到对这个原理更精确的描述：在弹性限度内，弹簧的伸长量跟受到的拉力成正比.

例1 利用弹簧测力计来测量力的大小.它利用了力的作用效果中的（）.

A.力可以改变物体的运动状态

B.力可以改变物体的运动速度

C.力可以改变物体的运动方向

D.力可以改变物体的形状

解析：弹簧测力计是利用力能改变物体的形状来测量力的，

答案：D

例2小华利用如图1所示的实验装置探究弹簧的长度跟外力的变化关系，并记录了相应实验数据，如表1. .（1）这项研究在实际中的应用是_______.

（2）分析表1所示的实验数据，你可得到的结论是：_______.

（3）小华作出了如图2所示的三个图象.其中正确的是_______（填序号）.

解析：要得出两个物理量的关系，必须遵循这么一个原则：能答有什么关系就不答有关.能答定量的结论就不答定性的结论.得出结论后还要注意得出的结论是否有条件的限制.

观察图1.结合表1中的数据可知.在一定范围内，弹簧的伸长量与所挂钩码质量成正比.当所挂钩码对弹簧的拉力超过一定限度时，弹簧的伸长量不再改变，因此，这项研究得出的结论是：在弹性限度内，弹簧的伸长量与所受的拉力成正比，该实验在实际中的应用是弹簧测力计，图2B可以正确反映这种关系，

答案：（1）弹簧测力计 （2）在弹性限度内，弹簧的伸长量跟受到的拉力成正比（3）B

二、弹簧测力计的使用

在使用弹簧测力计时应做到：①观察量程、分度值（便于读数）.每个弹簧测力计都有一定的测量范围，拉力过大，弹簧测力计会被拉坏，使弹簧不能恢复到原来的长度，因此在测量之前，先要估计所测力的大小，选择合适量程的弹簧测力计来测量.②观察指针是否指在零刻度，如果没指在零刻度，要将指针调到零刻度.③轻轻来回拉动挂钩几次，防止弹簧卡壳.④测力时，要使弹簧中心的轴线方向跟所测力的方向一致，使指针和外壳无摩擦，弹簧不要靠在刻度板上.⑤读数时，视线要与刻度板垂直.

例3使用弹簧测力计时，下列说法中错误的是（）.

A.弹簧测力计必须竖直放置，不得倾斜

B.使用前必须检查指针是否指零

C.使用前，弹簧、指针、挂钩不能与外壳摩擦

D.使用时必须注意所测的力不得超过弹簧测力计的测量限度

解析：弹簧测力计可以测任何方向的拉力，没有要求必须竖直放置.B、C、D都是弹簧测力计的使用要求.

答案：A

例4 使用弹簧测力计测量钩码所受的重力时.为什么要等到所挂钩码静止下来才能读数呢？

解析：弹簧测力计是测量力的仪器，用弹簧测力计测量重力和滑动摩擦力是利用二力平衡原理进行的间接测量，即当物体静止（或匀速直线运动）时，拉力与重力（或滑动摩擦力）大小相等，

答案：当所挂钩码静止时，拉力与重力是一对平衡力.此时弹簧测力计所测的拉力与重力大小相等.

例5如图3甲所示.用弹簧测力计测量水平桌面上的钩码所受的重力，弹簧测力计从图示位置开始向上缓慢提升，其示数F与上升的高度h之间的关系如图3乙所示，试解答下列问题.

（1）钩码所受的重力为____N.

（2）当h=4cm时，弹簧测力计的示数是____N，桌面对钩码的支持力是_______N.

解析：刚开始时，拉力小于重力，钩码没有离开桌面.当缓缓提钩码离开桌面后，弹簧测力计的示数不再变化.说明此时钩码在匀速上升，拉力与重力相等，所以此时示数即为钩码所受重力大小，当h=4cm时，在图上描点可以直接读出弹簧测力计的示数，此时弹簧测力计的示数与支持力之和等于重力.

答案：（1）4.5（2）3.0 1.5

学即用，练一练：

下列关于对弹簧测力计的认识，正确的是（）.

A.弹簧测力计上的测量限度就是弹性限度

B.弹簧测力计的刻度是均匀的，因为弹簧的长度跟受到的拉力成正比

C.弹簧的伸长量跟受到的拉力成正比，这就是弹簧测力计的原理

D.弹簧测力计是用弹簧做成的，因此可以用弹簧来测量力

参考答案：C