弹簧测力计是一种测力的大小的工具,是利用弹簧的形变与外力成正比的关系制成的测量作用力大小的装置,下面就来一起了解一下弹簧测力计的原理以及使用方法。
弹簧测力计的原理
首先任何测量都是将某一个物理量与标准(即单位)比较的过程,力的测量就是将力的作用效果与已知力的作用效果比较的过程。如果一个力的作用效果与1牛力的作用效果相同,这个力的大小就是1牛。
其次弹簧的伸长与所受力的大小成正比,在确定1牛力的作用效果以后,容易确定更大的力和更小的力的作用效果。另外,弹簧的稳定性较好,可以重复使用。故可以运用弹簧测力计测量力的大小。
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。
弹簧测力计的使用方法
一、使用前
1、拉动弹簧:反复拉动弹簧(用力过度可能会损坏弹簧),防止其卡住,摩擦,碰撞。
2、了解量程:知道测量力的最大范围(量程)是多少。
3、明确分度值:了解弹簧测力计的刻度。知道每一大格,最小一格表示多少牛(N)。
4、校零:检查指针是否对齐零刻度线,若没有对齐,需要调节至对齐。
二、使用中
1、不能超量程使用.(天平,量筒,量杯等都不能超量程使用,但刻度尺除外)
(补充说明:因为超量程使用可能会损坏弹簧测力计,并且造成塑性形变,导致误差。而且超量程使用了,会导致测不出准确的力,比如一个6N的力,你用一个量程为5N的弹簧测力计测,指针指向5N,但是实际上是6N,就产生了误差。)
2、同方向:测力时,要让弹簧测力计内的弹簧轴线方向跟所测力的方向在一条直线上,且弹簧不能靠在刻度盘上。
3、视线要与刻度盘垂直。
三、使用后:
调节弹簧测力计,让指针对齐零刻度线。
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