也谈弹簧测力计调零
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浅谈弹簧测力计的校零作者:李元寿来源:《办公室业务》2009年第05期弹簧测力计是初中物理力学中重要的测量工具,是初中物理力学的基础知识,也是物理实验技能的一个基本要求。
因此,新课程标准要求学生通过探究形变大小与外力的关系,领悟弹簧测力计的原理;通过观察和对比,认识弹簧测力计的构造和使用方法;通过实验操作,学会使用弹簧测力计测量力的大小。
但笔者在各种培训和实验的活动中发现,目前还有相当一部分老师对弹簧测力计的使用还存在误区,特别是在弹簧测力计的校零上还存在较大的偏差,因而直接影响学生对这一知识点的理解和应用。
现笔者对弹簧测力计的校零方法作一简单的阐述,敬请各位同行的批评与指正。
由凤凰出版传媒集团、江苏科学出版社出版的经全国中小学教材审定委员会2002年初审通过的义务教育课程秩实验教科书《物理》8年级下册P43页用信息快递的方式,给出了弹簧测力计的使用方法。
(1)了解弹簧测力计的量程,使用时不能测量超过量程的力(2)观察弹簧测力计分度值(3)校正“0”点。
将弹簧测力计按测量时所需的位置放好,检查指针是否还在“0”刻度线处,若不在,应调“0”。
(4)测量时,要使弹簧测力计受力方向沿弹簧的轴线方向;观察时,视线必须与刻度盘垂直。
教材给出了弹簧测力计的正确的使用方法后,并给出了几种使用方法的图示正误辨析。
由于以前没有相关的资料显示弹簧测力计正确的校零方法,部分老师对弹簧测力计的使用方法之(3)的要求理解不透,研究不深,再加上学生的理解能力也很有限。
因此弹簧测力计的校零方法仍是人们在使用过程中不太注意的一个问题,特别是在实验中形成操作方法的错误,带来了测量数据的错误,影响实验结论的分析,给教学工作和学生的学习带来了许多的负面影响。
而从上述内容不难看出,弹簧测力计的校零要按测量时所需的位置放好。
那么什么是所需位置呢?筆者经过多次实验观察和测量的数据分析,并结合相关的理论指出,弹簧测力计的校零方法具体应分为如下的三种位置考虑。
弹簧测力计调零方法弹簧测力计是一种用来测量力的工具,它通过测量弹簧的伸缩变形来确定受力大小。
在使用弹簧测力计时,经常需要对其进行调零操作,以确保测量结果的准确性。
下面将介绍几种常见的弹簧测力计调零方法。
1. 静态调零法。
静态调零法是最常用的一种调零方法。
首先将弹簧测力计置于水平台面上,确保其受力方向与水平面垂直。
然后调整零位调节螺丝,使指针指向零刻度。
在调整过程中,需要轻轻转动调节螺丝,以避免对测力计造成额外的力作用。
调整完成后,再次检查指针位置,确保准确无误。
2. 动态调零法。
动态调零法适用于需要频繁调零的情况。
首先将弹簧测力计置于水平台面上,然后对其施加一个已知大小的力,使指针偏转到相应位置。
接着调整零位调节螺丝,使指针回到零刻度位置。
这样就完成了一次动态调零操作。
需要注意的是,施加的力大小应该适中,以免对测力计造成损坏。
3. 温度补偿法。
温度对弹簧测力计的影响是不可忽视的,特别是在温度变化较大的环境中。
为了保证测量结果的准确性,可以采用温度补偿法进行调零。
首先需要了解弹簧测力计的温度特性曲线,然后根据实际使用环境的温度变化,通过计算得出相应的补偿数值,再进行调零操作。
这样可以有效地减小温度对测量结果的影响。
4. 频率补偿法。
在一些特殊的工况下,可能会受到外部振动或冲击的影响,导致弹簧测力计产生误差。
为了消除这种误差,可以采用频率补偿法进行调零。
具体做法是通过实验测定外部振动或冲击的频率和幅值,然后根据测得的数据对弹簧测力计进行相应的频率补偿调整,以消除外部振动或冲击对测量结果的影响。
总结。
弹簧测力计调零是确保测量准确性的重要步骤,不同的调零方法适用于不同的工况。
在进行调零操作时,需要注意保持测力计的稳定状态,避免外部干扰,并严格按照操作规程进行。
只有在正确的调零操作下,才能保证测量结果的准确性,为工程实践提供可靠的数据支持。
弹簧测力计读数误差修正方法介绍弹簧测力计是一种常用的力学测试仪器,广泛应用于各个领域的力测试和负荷测量中。
然而,由于弹簧测力计自身的结构和材质等因素,使得其测量结果存在一定的误差。
为了提高弹簧测力计的精确度,常需要进行读数误差的修正。
本文将介绍几种常见的弹簧测力计读数误差修正方法。
1. 零点修正法零点修正法是修正弹簧测力计读数误差的一种简单有效的方法。
弹簧测力计在无任何受力作用时,读数应为零。
然而由于制造工艺和使用环境等因素,弹簧测力计的零点常常存在偏差。
使用零点修正法,即可将读数误差修正至较小范围内。
具体操作时,将弹簧测力计放置在水平台面上,确保其处于放置状态;然后通过调节弹簧测力计上的零点调整螺丝,使得读数指示在零刻度上。
2. 温度修正法温度修正法是考虑到弹簧测力计读数会受温度变化的影响而进行的修正方法。
温度变化会导致弹簧材料的刚度产生变化,进而影响到测力计的读数。
为了消除温度引起的误差,可以根据设备的技术参数手册或者实验数据,计算温度对于读数的影响。
然后通过使用修正系数或者温度补偿器等,将读数修正至实际值。
3. 频率修正法频率修正法是修正弹簧测力计读数误差的一种常用方法。
弹簧测力计在工作时会产生固有频率,而外界的振动或冲击等因素会引起弹簧测力计的共振。
共振引起的读数误差通常较大。
通过测定弹簧测力计的共振频率,可以计算出相应的共振修正系数,然后将读数修正至实际值。
4. 长度修正法长度修正法是针对弹簧测力计自身结构尺寸的误差进行修正的一种方法。
弹簧测力计的长度通常会受到材料和制造等因素的影响,从而会导致读数的误差。
通过精确测量和计算弹簧测力计的长度误差,可以应用修正公式将读数修正至实际值。
综上所述,弹簧测力计读数误差修正方法有零点修正法、温度修正法、频率修正法和长度修正法等。
这些方法可以结合使用,根据具体情况进行修正,以提高测力计的精确度和准确性。
在使用弹簧测力计进行力学测试和负荷测量时,务必进行读数误差修正,以获得准确可靠的测量结果。
弹簧测力计的正确使用方法
弹簧测力计是一种常用于测量力的传感器,其正确使用方法如下:
1. 选择合适的弹簧测力计:根据被测力的范围选择合适的弹簧测力计,避免超出其额定测量范围。
2. 安装弹簧测力计:将弹簧测力计的两端与被测力的物体连接起来,确保连接稳固、无松动。
3. 调整零点:弹簧测力计的初始读数可能存在误差,因此需要在应用前进行零点调整。
将弹簧测力计放置在平稳的表面上,调整调零螺钉或旋钮,使读数指针回到零刻度位置。
4. 施加力:通过外力施加在被测力物体上,使得弹簧测力计发生形变,并产生一个读数。
要确保施加的力垂直于测力计的中心轴线,并避免任何侧向力的影响。
5. 读取测力值:在施加力后,弹簧测力计的指针将指示一个特定的读数。
读取读数时,应当站在合适的位置以避免视觉偏差,并注意避免眩光或反光对读数的干扰。
6. 撤除外力:完成测量后,缓慢撤除施加在被测力物体上的外力,以避免瞬间撤除力导致的不安全情况或误差。
7. 保存数据:在测量完毕后,将读数记录下来以备后续使用或数据分析。
需要注意的是,弹簧测力计在使用过程中应避免超过其容量范围的力,避免受到冲击或振动,避免与其他物体发生碰撞或摩擦。
对于精确度要求较高的测量,建议进行校准或使用更精确的测力传感器。
弹簧测力计的正确校零方法弹簧测力计(弹簧秤)是初中物理力学中重要的测量工具,正确使用弹簧测力计是物理实验技能的-一个基本要求。
弹簧测力计的原理是:根据“在一定范围内,弹簧受到的拉力,与弹簧的伸长量成正比的原理制成。
即在一定范围内,拉力越大,弹簧的伸长越多。
正确使用的第一- 步就是观察零点并校正:看指针是否指在零位置,如果不是,则应调整到指针的位置,使指针指在零刻度线上。
这一步并非是简单地八指针移至“0”刻度。
但大多数老师在校零这一步都是:在竖直方向上,手提弹簧测力计提钮,让挂钩自然下垂,看指针是否指在零刻度度线上,若不是,然后直接将指针移至零刻度度线上即可。
还有少部分老师是旋转弹簀下端的金属片来改变弹簧的匝数来校零,或者结合移动指针进行校零。
特别是平板弹簧测力计,因为这样操作很方便。
其实上面的校零方法都是错误的,都不能起到真正的校零作用。
我们知道弹簧测力计都有最大量程(最大刻度值)和分度值(最小刻度),我们必须知道他是怎么绘制出来的?它的刻度绘制,基本原理是这样的:首先,它是把挂钩金属杆上面的金属片移至距弹簧下端几匝,其次,手提弹簧测力计提钮,让挂钩自然下垂,在金属杆上端固定指针,并在刻度板上把这点绘制为零刻度线,第三,在挂钩上挂一定的重物,如5N,指针这时所指的刻度板上的这点绘制为5N刻度线,最后在0一5N之间分为10等分,再把每一等分为5等分。
这样绘制后,这只弹簧测力计的量程为0- -5N, 分度值(最小刻度)为, 0.1 N。
因此,弹簧测力计的正确校零方法是:在竖直方向上,手提弹簧测力计提钮,让挂钩自然下垂,在挂钩上挂已知标准砝码来检查示数是否准确(更精确方法是:所挂已知标准砝码是弹簧测力计的最大刻度值),然后旋转弹簧下端的金属片来改变弹簧的匝数,结合移动指针位置进行校零,使得挂已知标准砝码时,指针指在标准刻度值上,不挂已知标准砝码时指针指在零刻度线。
这也是生产弹簧测力计时的校零方法。
另外,需要注意的是对于弹簧测力计挂钩来说,上面的校零是弹簧测力计挂钩受到竖直向下的拉力;当弹簧测力计挂钩受到竖直向上的拉力时,这时除了用_上述的方法弹簧测力计挂钩受到竖直向下的拉力后,再在竖直方向上手提挂钩直接将指针下移至零刻度线即可;当弹簧测力计挂钩受到水平方向上的拉力时,同样用上述的方法校零后,再将弹簧测力计水平放置,直接把指针移至零刻度线,然后手拿弹簧测力计的外壳在水平平放,用手指多次弹振弹簧测力计的外壳, 使弹簧测力计中的弹簧在水平方向上,减少因秤钩、金属杆的重力作用与外壳之间产生的摩擦力影响而自由地伸展,当指针对准弹簧测力计刻度盘上零刻度线即可;当弹簧测力计挂钩受到其它方向的拉力时,也是这样校零。
再谈弹簧测力计的校零问题作者:***来源:《理科爱好者(教育教学版)》2021年第01期【摘要】弹簧测力计是测量力的基本工具,在初中物理教学中使用率相当高,如何正确使用弹簧测力计是实验成功的关键。
本文就弹簧测力计的校零问题进行了深入探讨,讨论辨析了弹簧测力计在竖直正放、水平横放、竖直倒置等情形时的校零方法和原理,并分享了笔者在实验教学中的意外发现。
【关键词】弹簧测力计;校零;初中物理弹簧测力计是测量力的基本工具,使用时有一些明确的规范操作的要求。
苏科版物理八年级下册第46页以“信息快递”的方式介绍了使用弹簧测力计时应注意的一些事项,其中对弹簧测力计的校零是这样要求的:测量前,应检查指针是否指在“ 0 ”刻度线上,若不在,应校正到“ 0 ”点。
教材图例演示的是弹簧测力计最常见的竖直正放的情形,问题比较简单,但实际教学中会涉及弹簧测力计平放、斜放甚至倒置的使用情形,此时还能按常规方法校零吗?筆者发现有些教师在教学中对此存在一些误区,本文就此问题进行了分类讨论与辨析。
如图1所示,弹簧测力计是由弹簧、指针、秤杆、秤钩、刻度盘和拉环六部分组成的。
取下刻度盘,可以看到弹簧的下端是与秤杆固定在一起的,不可活动,指针也与秤杆连成一体,而弹簧的上端则是套在拉环上,两者不固定,所以弹簧和拉环之间有一定的活动空间。
另外,秤钩与秤杆相连,刻度盘与外壳紧密接触,但刻度盘是可以上下移动的。
以上就是弹簧测力计的基本构造。
1 竖直正放使用弹簧测力计在“探究重力大小与质量的关系”(如图2)的活动中,因为重力的方向总是竖直向下的,根据二力平衡的知识可知,重力的大小等于秤钩(弹簧)对物体竖直向上的拉力,所以此处的弹簧测力计必须竖直正放使用。
根据弹簧测力计的原理:在弹性限度内,弹簧的伸长量与拉力成正比。
因此,当正确使用弹簧测力计时,其示数等于秤钩上受到的拉力的大小[1]。
以图2为例进行受力分析,以弹簧为研究对象,弹簧受到的竖直向下的力有两部分:①弹簧、指针、秤杆和秤钩的重力,记为 G弹簧 ;②秤钩上受到的拉力,记为 F拉,其大小等于钩码的重量。
弹簧测力计调零方法弹簧测力计是一种常用的测力工具,用于测量物体施加的力的大小。
在使用弹簧测力计时,经常会遇到需要进行调零的情况,以确保测量的准确性。
本文将介绍弹簧测力计的调零方法,帮助您正确操作弹簧测力计并获得准确的测量结果。
1. 确认环境稳定。
在进行弹簧测力计的调零之前,首先要确保测量环境稳定。
避免有风或其他外力干扰,以免影响测量结果的准确性。
2. 将弹簧测力计放置水平。
将弹簧测力计放置在水平的台面上,确保仪器处于稳定的状态。
如果弹簧测力计配有支架,可以使用支架将其固定在台面上,以确保测量过程中不会出现晃动或倾斜。
3. 调整示数指针。
在确认仪器处于稳定状态后,可以开始调整示数指针。
通常情况下,弹簧测力计的示数指针应该指向零刻度。
如果示数指针指向非零位置,需要进行调整。
4. 使用调零螺丝。
大多数弹簧测力计都配有调零螺丝,用于调整示数指针的位置。
通过旋转调零螺丝,可以使示数指针逐渐指向零刻度。
在调整过程中,需要小心操作,以免过度调整导致示数指针出现偏差。
5. 反复校准。
在调整示数指针的过程中,可以反复校准,确保调零的准确性。
通过多次调整和校准,可以使示数指针准确指向零刻度,完成弹簧测力计的调零过程。
6. 注意事项。
在进行弹簧测力计的调零过程中,需要注意以下事项:调零时要小心操作,避免过度调整导致示数指针出现偏差。
确保测量环境稳定,避免外力干扰影响测量结果的准确性。
反复校准,确保调零的准确性。
通过以上步骤,您可以正确地进行弹簧测力计的调零操作,确保测量结果的准确性。
在使用弹簧测力计时,及时进行调零是非常重要的,可以有效避免由于示数偏差而导致的测量误差,提高测量的准确性和可靠性。
希望本文对您有所帮助,谢谢阅读!。
弹簧测力计的使用方法及注意事项弹簧测力计的使用方法及注意事项引言弹簧测力计是一种常用的测量力量的仪器,它通过测量弹簧的变形来间接测量力量的大小。
本文将介绍弹簧测力计的使用方法及注意事项,以帮助读者正确使用该仪器并确保测量的准确性。
使用方法步骤一:准备工作在使用弹簧测力计之前,需要进行以下准备工作:- 检查弹簧测力计是否完好无损,如有损坏应及时更换或修理。
- 清洁弹簧测力计的接口部分,确保无灰尘或污垢。
- 将弹簧测力计连接到力量的源头,如需要将其固定在支架上。
步骤二:调零操作在进行测量之前,需要对弹簧测力计进行调零操作,以消除可能存在的误差。
具体步骤如下:1. 将弹簧测力计固定在支架上或握持住。
2. 确保弹簧测力计处于自由悬挂的状态,不受任何外界力的影响。
3. 轻轻旋转调零盘,直到指针指向零刻度位置。
4. 确认调零操作完成后,记录下零刻度位置,以便后续测量时进行参考。
步骤三:测量操作在进行测量操作时,需要注意以下几点:1. 将待测力放置在弹簧测力计的接口部分,确保力量的施加方向与弹簧测力计的指示方向一致。
2. 缓慢施加力量,避免突然施加过大的力量导致弹簧测力计受损。
3. 在施加力量后,观察弹簧测力计的指针位置,记录下测量结果。
4. 确认测量完成后,逐渐减小或消除力量的施加,避免对弹簧测力计造成过大的应力。
注意事项在使用弹簧测力计时,需要注意以下事项,以确保测量的准确性并保护仪器的安全:1. 避免将弹簧测力计暴露在高温、潮湿或腐蚀性环境中,以免影响仪器的正常工作。
2. 在使用过程中,尽量避免弹簧测力计受到冲击或振动,以免影响测量的准确性。
3. 不要超过弹簧测力计的额定测量范围,否则可能对仪器造成损坏或失去准确性。
4. 定期检查弹簧测力计的工作状态,如发现异常应及时处理或更换。
5. 在不使用弹簧测力计时,应将其放置在干燥、清洁的环境中,并避免受到外界的挤压或碰撞。
结论弹簧测力计是一种常用的测量力量的仪器,在使用前需要进行调零操作,并在测量过程中注意施加力量的方式,以确保测量的准确性。
弹簧测⼒计没有调零会出现什么情况
会出现⽰值误差影响测量结果,造成测量不准确,因此⾃校和对零⼯作是不可少的。
弹簧测⼒计调零时,在什么⽅向使⽤,就在什么⽅向调零。
⽐如要⽔平使⽤,你在竖直⽅向调零,当把它放⽔平后,弹簧会收缩,指针会指在零刻度线以上,导致测量结果偏⼩。
弹簧测⼒计的使⽤⽅法:
使⽤之前
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。
使⽤之中
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.
使⽤之后
调节弹簧测⼒计,让指针对齐零刻度线。
弹簧测力计读数方法大全弹簧测力计是一种常用的物理实验仪器,用于测量物体受力情况。
准确读取弹簧测力计的读数对于实验结果的准确性至关重要。
本文将介绍几种常用的弹簧测力计读数方法,帮助读者更好地理解和运用该仪器。
一、零位调整法零位调整法是最常见也是最基础的弹簧测力计读数方法。
在使用弹簧测力计前,首先需要进行零位调整。
具体操作如下:1. 将测力计置于水平桌面上,确保其底部完全接触桌面;2. 慢慢旋转测力计的调整手柄,调整至仪表指针指向“0”刻度线;3. 确认读数指针已稳定在“0”刻度上,此时进行测量即可。
二、水平校正法在实验中,有时由于测量误差或其他原因,弹簧测力计可能发生倾斜。
为了保证测力计的准确性,需要进行水平校正。
具体操作如下:1. 将测力计放置在水平桌面上,接通电源,等待仪表稳定;2. 轻轻转动测力计的底部调整螺丝,使仪表指针指向“0”刻度线;3. 待仪表稳定后,进行读数。
三、垂直放置法如果需要进行上下方向力的测量,可以使用垂直放置法。
具体操作如下:1. 将测力计固定在支架上,并保持仪器正立,使测力计与竖直方向垂直;2. 调整测力计的零位,确保指针指向“0”刻度线;3. 进行测量时,保持仪器的稳定,读取指针指示的读数。
四、转盘法转盘法适用于需要连续测量多个力的情况。
具体操作如下:1. 将弹簧测力计固定在转盘上,并固定好转盘;2. 通过旋转转盘的方式,依次测量多个力值;3. 每次测量后,及时读取指针指示的读数,并记录下来。
五、力的平行分解法力的平行分解法适用于需要分解力的情况,可以将一个力按照不同方向的分量进行测量。
具体操作如下:1. 将测力计与待测物体连接,并保持力的方向与测力计夹角固定;2. 观察并记录测力计指针指示的读数;3. 根据力的分解原理,计算出力的各个方向的分量读数。
六、直读法直读法适用于弹簧测力计上标有刻度线的情况,可以直接读取刻度线上对应的力值。
具体操作如下:1. 将测力计与待测物体连接,并固定好;2. 直接读取刻度线上的力值,注意选择距离力的作用点最近的标度线;3. 进行测量后,即可得到力的读数。
细说弹簧测力计调零作者:李亚子来源:《科学大众·教师版》2020年第07期摘要:弹簧测力计是初中物理常见的测量工具,可测量各个方向力的大小,但必须进行使用前的校零。
教材中给出正立使用的校零方法,那么测其它方向的力该如何校零呢?尤其是倒拉时的情况,笔者结合日常教学的一些心得,谈谈自己的看法。
关键词:弹簧测力计; 校零; 倒拉; 自重; 外壳重中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1006-3315(2020)7-015-002弹簧测力计是初中阶段常用的测量工具,在教学中我们告诉学生弹簧测力计可以测量各个方向的力,但在使用前需校零。
教学大纲要求学生掌握正立使用前的调零即可,但在教材相关的实验探究中涉及倒立使用,例如苏科版十一章第一节“探究杠杆平衡条件”和第二节“探究使用定滑轮特点”实验中[1],都是弹簧测力计倒立使用,那么此种情况下该如何正确使用呢?下面笔者结合在教学中的一些心得,探讨测量不同方向的力该如何正确使用弹簧测力计。
正拉:在正立使用弹簧测力计时,弹簧在指针、拉杆和挂钩的重力作用下向下伸长,指针所指的位置是上述原件所受重力的大小,我们调整刻度盘将此位置规定为零刻度线,这样就规避了弹簧原件对读数的影响[2]。
此时弹簧测力计的示数即为物体对挂钩向下的拉力,如图1所示,这种调零方法,是学生要求掌握的。
水平拉:将弹簧测力计水平放置,轻轻来回拉动弹簧几次,使弹簧处于自然伸长状态,调整刻度盘将此时指针位置规定为零刻度线即可。
例测滑动摩擦力大小实验,如图2所示。
斜拉:在測量斜向上的拉力时,如图3所示,弹簧在指针、拉杆和挂钩重力的分力作用下会伸长一部分,我们将此时指针位置规定为零刻度线即可,此种情况类似于正拉时的校零。
若测量斜向下的拉力时,如何校零呢?我们在下面讨论倒拉情况时一并分析。
倒拉:弹簧测力计倒立使用有两种情况,一种是手持挂钩,物体挂在圆环上,如图4所示,另一种是如图5所示操作方法,下面分别讨论这两种使用方法的调零。
弹簧测力计读数方法
弹簧测力计是一种力的测量装置,用于测量物体施加在其上的力。
以下是弹簧测力计的读取方法:
1. 零点调零:将弹簧测力计悬挂在垂直位置上,确保测力计没有受到外力的作用,将指示器的读数调整到0,使其指针指向刻度盘上的零刻度。
2. 施加力:将需要测量的物体物理地与弹簧测力计连接,使其受到力的作用。
该物体可能需要通过其他装置(如钩子或扣环)与弹簧测力计的钩子连接。
确保外力垂直作用于测力计以获得准确的测量结果。
3. 读取测力值:当物体施加在弹簧测力计上的力增加时,弹簧会伸长或压缩,指示器上的指针也会移动。
读取指针指向刻度盘上的刻度,这个刻度值代表了弹簧测力计所测量的力的大小。
需要注意的是,弹簧测力计的刻度盘上通常有一些非线性标记,应根据刻度盘的标识进行正确的读数。
另外,测力计的读数应在力施加稳定后进行,以获得准确的测量结果。
弹簧测力计调零方法弹簧测力计是一种常用的力学测量仪器,通常用于测量各种物体的压缩或拉伸力。
在使用弹簧测力计进行测量之前,首先需要对其进行调零,以确保测量结果的准确性。
下面将介绍弹簧测力计的调零方法。
1. 准备工作。
在进行调零之前,需要先将弹簧测力计放置在水平的台面上,并确保其不受外界干扰。
同时,检查弹簧测力计的表面是否干净,无损坏或变形的情况。
2. 调零步骤。
a. 调整指针。
首先,将弹簧测力计的指针调整到零刻度位置。
这可以通过旋转调整螺丝来实现,确保指针完全停止在零刻度位置上。
b. 施加零载荷。
接下来,施加零载荷,即在弹簧测力计上施加零力。
可以通过轻轻按压或拉伸弹簧测力计的传感器来实现。
在施加零载荷时,需要确保力的方向与弹簧测力计的标定方向一致。
c. 调整零位。
在施加零载荷的同时,通过旋转调整螺丝来调整弹簧测力计的零位。
当指针完全停止在零刻度位置上,并且不再有任何波动时,即可完成零位调整。
3. 检查调零效果。
完成调零后,需要再次检查弹簧测力计的指针是否停止在零刻度位置上,并且不再有任何波动。
如果发现指针仍有波动或偏离零刻度位置,需要重新进行调零步骤,直至达到理想的效果。
4. 注意事项。
在进行弹簧测力计的调零过程中,需要注意以下几点:调零时需要避免外界震动或干扰,以确保调零的准确性。
调零后需要及时将弹簧测力计放置在安全的位置,避免碰撞或损坏。
定期检查弹簧测力计的零位,并根据需要进行调整,以保证测量结果的准确性。
总结。
弹簧测力计的调零是确保测量准确性的重要步骤,正确的调零方法可以有效提高测量结果的可靠性。
在使用弹簧测力计进行测量之前,务必进行严格的调零操作,并在测量过程中注意保持仪器的稳定性和准确性。
通过以上介绍的调零方法,相信大家对弹簧测力计的调零操作有了更清晰的认识,希望能够帮助大家更好地使用和维护弹簧测力计,确保测量结果的准确性和可靠性。
弹簧测力计在什么方向调零
在弹簧的伸长方向调零。
弹簧测力计自身有重力,就是弹簧的重量。
因为弹簧的指针是放在弹簧的最最下端。
当弹簧处于竖直方向的时候,由于弹簧自身的重力会使弹簧拉长,那么校零的时候需要交到最下端。
如果弹簧处于水平方向拉动物体的时候,那么弹簧会自然地收缩
在弹簧的伸长方向调零。
弹簧测力计自身有重力,就是弹簧的重量。
因为弹簧的指针是放在弹簧的最最下端。
当弹簧处于竖直方向的时候,由于弹簧自身的重力会使弹簧拉长,那么校零的时候需要交到最下端。
如果弹簧处于水平方向拉动物体的时候,那么弹簧会自然地收缩的,那就需要重新的校零。
所以弹簧在竖直方向拉动物体和水平方向拉动物体的时候,都要不同。
弹簧测力计的原理
在弹性限度内,弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量成正比,即F=kx。
F为弹力的大小,也就是拉力,k为弹簧的劲度系数,单位是牛顿每米,单位的符号是N/m,x为弹簧伸长或缩短的长度。
在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,伸长越长。
注意:
1.如果指针在零刻度线以上或者以下,这时候没有把指针调节至0,就会产生误差。
2.在零刻度线以上,测出来的力比实际的力小,反之在零刻度线以下,测出来的力比实际的力大。
注意:如果弹簧测力计侧放,会使测量数值偏小。
3.压力也会产生一定的误差,要注意,压力小的地方量出来大。
再谈弹簧测力计使用前的校零作者:吉临荣来源:《中学物理·初中》2017年第06期摘要:本刊2017年第1期刊载了陈宝军和周同仕两位老师的文章《例析弹簧测力计使用前的校零》[1],文中提出了“用弹簧测力计测不同方向的拉力时,也应在相应的方向上校零”和弹簧测力计秤钩倒挂时可用“直接校零”和“互拉法”校零的观点.笔者在本文中从受力分析的角度对弹簧测力计使用前的两种校零方法适用范围提出异议,同时解决物理老师在教学过程中存在的几个疑难问题.关键词:弹簧测力计;不同方向使用;直接校零;“互拉法”校零《中学物理》2017年第1期(P34~36)刊载了陈宝军和周同仕两位老师的文章《例析弹簧测力计使用前的校零》,文中归纳了用弹簧测力计测竖直向上、水平方向、竖直向下、斜向下方向上的拉力的校零方法,提出了“用弹簧测力计测不同方向的拉力时,也应在相应的方向上校零”的做法,解决了长期以来多数物理教师认为“不论测什么方向拉力,只需要在竖直方向上一次校零”的错误做法,对教师的教学有一定的指导价值.原文中在用秤钩倒挂的弹簧测力计测竖直向下的拉力时,提出了可“直接校零”和“互拉法”校零,并在“探究杠杆平衡条件”实验中将两种校零方法进行数据对比,从而得出“用‘互拉法’校零误差极小”的结论.有些老师问,弹簧测力计在同样情况下使用,两种校零方法为什么会带来差异呢?带着此问题,笔者从受力分析的角度对弹簧测力计使用前的校零问题进行了再思考.其中有关“直接校零”和“互拉法”校零的观点与陈宝军和周同仕两位老师的看法不完全相同,供大家商讨.1 弹簧测力计使用前如何校零校零是测量工具在使用前使指针指在零刻度线上的过程.弹簧测力计是测量力的大小的工具,在使用前会因某些因素的影响使指针不在零刻度线,常采用微调刻度板位置的方法使指针回到零刻度线.那么,除了刻度盘自身位置的原因,还有哪些因素导致弹簧测力计的指针不在零刻度线上呢?1.1 测水平方向的拉力如图1,此时弹簧的自身重力方向竖直向下,对弹簧的伸长没有影响,弹簧处于自然伸长状态.校零方法可用“直接校零”法,具体操作有两种.一是原文提及的“将弹簧测力计平放在水平桌面上,拉动秤钩和拉环,并逐渐撤消拉力,使秤钩和拉环都处于弹簧轴线上,弹簧自然伸展时,观察指针,调节刻度盘,使指针指在零刻度线处”;二是手拿弹簧测力计的外壳在水平方向平放,使弹簧测力计中的弹簧在水平方向上,用手指多次弹振弹簧测力计的外壳,减少因秤钩、金属杆的重力作用与外壳之间的摩擦影响弹簧的自由伸展,再调节刻度盘,使指针对准零刻度线上.这两种校零方法相比较是前一种方法好些.水平方向的校零在初中物理探究滑动摩擦力大小的影响因素和估测大气压的实验中用到.1.2 测竖直方向的拉力测竖直方向的拉力又可分为两种情况.一是测竖直向上的拉力,二是测竖直向下的拉力.1.2.1 测竖直向上的拉力此时,弹簧测力计的吊环在上、挂钩朝下,如图2.弹簧在自身重力和秤钩的重力作用下,会向下伸长一小段长度.这是最典型的、常用的“直接校零”法,也是学生必须学会的校零方法.具体操作是用手拿住弹簧测力计的外壳或吊环,使弹簧测力计的弹簧在竖直方向上受秤钩和金属杆的重力作用下自然伸长,然后上下微调刻度盘,使指针对准零刻度线即可.从理论上分析,如果弹簧测力计在水平方向上校零后再竖直方向使用,指针会向下移动一小段刻度,此时需要向下移动刻度盘再校零.反之,弹簧测力计在竖直方向上校零后再水平方向使用,指针将回缩到零刻度上方,需要向吊环方向移动刻度盘再校零.从实际上看,这两者的偏差比较小.这种校零方法在初中物理测量物体的重力、测量动滑轮的拉力(如图3)、探究杠杆的平衡条件(如图4情形)实验中用到.在测量物体的重力实验中,重力的方向是竖直向下的,根据二力平衡条件,物体竖直向下的重力等于弹簧测力计向上的拉力,所以测量物体的重力属于测量竖直向上拉力的类型.1.2.2 测竖直向下的拉力此时,弹簧测力计的吊环在下、挂钩朝上,如图5.弹簧测力计中的弹簧上下端位置对调,由弹簧的B点受到拉力作用变为弹簧的A点受到拉力作用.弹簧测力计中的弹簧在自身重力的作用下和弹簧A点受到弹簧测力计的外壳(包括吊环)的重力作用下已有明显的伸长.这种情况下弹簧测力计如何校零呢?关键要看测量什么力.如果要测量吊环受到人手向下的拉力,那么可采用“直接校零”.即在此情况下,用手拿住弹簧测力计的外壳,直接移动刻度盘,使指针指在零刻度线上.当然,有些弹簧测力计的刻度盘移动范围会受到限制,而且这种情况在初中物理实验中没有涉及到.如果要测量挂钩向下的拉力,那么就不能采用“直接校零”,而必须采用物理教师教学用书(9年级下册) [2]中介绍的“互拉法”校零.具体操作是先将弹簧测力计甲在吊环在上、挂钩朝下时校零,再将待用的弹簧测力计乙吊环在下、挂钩朝上,按如图6竖直方向放置,秤钩相挂互拉,在竖直方向拉到某一数值时,调节弹簧测力计乙的刻度盘,使其指针的示数与弹簧测力计甲的示数相等.这种校零方法在初中物理测量定滑轮的拉力、测定滑轮组的机械效率、探究杠杆平衡条件实验中用到;上述实验中都是测量挂钩对绳向下的拉力,所以都只能用“互拉法”校零.从图7可看出,弹簧测力计甲所测量的力是弹簧测力计乙自身的重力和吊环受到人手向下的拉力. 进一步分析也可知道,测竖直向下的拉力时,“直接校零”和“互拉法”校零的根本区别是所测的力不同,弹簧测力计“直接校零”后是测量吊环受到人手向下的拉力,而“互拉法”校零后是测量挂钩向下的拉力.这里特别要强调区分的是“吊环受到人手向下的拉力”和“挂钩向下的拉力”,若设“吊环受到人手向下的拉力”为F1,“挂钩向下的拉力”为F2,弹簧测力计自身的重力为G,它们之间的关系是F2= F1+G. 由于“互拉法”校零刻度盘移动范围有时也会受到弹簧测力计种类的限制,根据上述分析,有一种比“互拉法”校零更简便、更实用的测量操作,先将弹簧测力计甲和乙都在吊环在上、挂钩朝下时校零,并用弹簧测力计甲测出弹簧测力计乙的重力G;再将弹簧测力计乙吊环在上、挂钩朝下放置,如图8所示,最后所测拉力大小就等于弹簧测力计乙的读数加上弹簧测力计乙的重力G.2 在教学过程中的几个疑难问题(1)在探究杠杆平衡条件实验中,弹簧测力计自身有重力,对杠杆也有向下的拉力作用,而且产生的力矩对杠杆的平衡肯定有影响.在实验过程中为什么不去考虑消除弹簧测力计自身重力对杠杆平衡的影响,而要去考虑弹簧测力计的校零呢?通过1.2.2中受力分析可以看出,用弹簧测力计“互拉法”校零后测出的拉力是吊环受到手向下的拉力和弹簧测力计自身重力的和,实际上就是考虑了弹簧测力计的重力对杠杆平衡的影响,使实验得出的数据更加可靠.(2)同样是弹簧测力计倒置后校零,实验结果应该是一样的.为什么两种校零方法在探究杠杆平衡条件实验中还存在较大误差呢?通过1.2.2中受力分析可以看出,在探究杠杆平衡的条件实验中不应该采取“直接校零”,而应该采用“互拉法”校零,两者的区别前者测量的是“吊环受到人手向下的拉力”,后者测量的是“挂钩向下的拉力”,两种校零方法的差值是弹簧测力计的秤钩的重力.其实原文中提供的测量数据本身也表明“直接校零”误差较大,不可取.表格中数据是使用分度值为0.1N的弹簧测力计测得的,从表格中数据可知,用“互拉法”校零测量的数据得到杠杆的平衡条件更具有说服力.进一步分析表一和表二中弹簧测力计F2的对应数据,其差值在0.15~0.09N之间,考虑测量误差,这个差值趋于一个固定值,即为弹簧测力计秤钩的重力.(3)“直接校零”和“互拉法”校零各适用于哪些情况?“互拉法”校零是以先将一只弹簧测力计“直接校零”后为前提,再对另一只弹簧测力计采用的校零方法.若弹簧测力计在水平方向使用,已在水平方向用“直接校零”的一只弹簧测力计,再在水平方向用“互拉法”校零另一只弹簧测力计,没有必要.若用弹簧测力计测量竖直向上的拉力时,采用“直接校零”,而不采用“互拉法”校零.测量竖直向下的拉力时,常采用“互拉法”校零或本文中介绍的补偿弹簧测力计自身重力的测量方法.若用弹簧测力计测量沿斜面方向的拉力时,也分两种情况校零.如果测量沿斜面向上的拉力,采用“直接校零”,将弹簧测力计沿斜面方向放置,吊环在上、挂钩在下,使弹簧自然伸展,调节刻度盘,使指针指在零刻度线上.如果测量沿斜面向下的拉力,就采用“互拉法”校零,先将弹簧测力计甲吊环在上、挂钩朝下沿斜面方向放置好校零,再将待用的弹簧测力计乙吊环在下、挂钩朝上沿斜面方向放置,秤钩相挂互拉,在竖直方向拉到某一数值时,调节弹簧测力计乙的刻度盘,使其示数与弹簧测力计甲的示数相等即可.(4)在平时教学中,弹簧测力计使用前的校零需要教学到什么深度?弹簧测力计在使用前的校零问题,对于教师和学生而言,教与学的深度各有所不同.对于学生而言,在学会弹簧测力计测量竖直向上的拉力时采用“直接校零”的前提下,进一步“知道弹簧测力计在什么方向上使用,就必须在什么方向上校零”就可以了.其它校零方法已超出了初中生学习的范围,在测量定滑轮的拉力、滑轮组机械效率和探究杠杆平衡条件等实验中,常采用增加钩码的重力以减小弹簧测力计自身重力对实验结果的影响,因为钩码的越重,弹簧测力计的示数就越接近挂钩向下的拉力,这种忽略次要因素法便于学生学习主要内容.另一方面,学生实验室使用的弹簧测力计本身制作工艺简单、测量数值的准确度也较低.2017年1月,无锡市九年级期末教学质量抽测卷第26题对弹簧测力计的校零考查就恰到好处.题目(内容有删减):小明和小华利用如图9所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”.(1)小明对如图9甲的弹簧测力计进行调零,然后测出1个钩码重为0.5N.(2)如图9乙,小华在杠杆A点挂上3个同样的钩码,小明将弹簧测力计倒置后,在杠杆B点竖直向下拉住杠杆,小华提醒小明弹簧测力计需要再次调零,小明认为已经调零了,不需要再次调零,你认为(选填“小明”或“小华”)的想法是正确的.对教师而言,“要给学生一杯水,教师要拥有一桶水”.不但要知道弹簧测力计测不同方向力的具体校零方法,而且要知道采用这种方法的原因.2016年12月,在无锡市初中物理教师实验操作技能比赛中,就出了这样一道实验操作题,考查教师对教材解读能力和实验操作能力.探究杠杆平衡条件【供选器材】铁架台、杠杆,弹簧测力计2只,钩码一盒.【要求】探究杠杆的平衡条件,设计表格记录结果.【评分标准】(部分)(1)弹簧测力计调零(1分).(2)知道分别采用改变动力臂、阻力臂、阻力来测得三组数据(2分).“采用两边挂钩码的方式”获得数据不得分.笔者说明:在测量钩码重力时需要采用“直接校零”;在测量向下拉力时,需要采用“互拉法”校零或本文中介绍的补偿弹簧测力计自身重力的测量方法,器材中提供了两只弹簧测力计目的就是此.另外,苏科版九年级物理教材上册2015年版本已将“采用两边挂钩码的方式”改为“左端挂钩码、右端用弹簧测力计向下拉的方式”,如图10,此要求考查教师对教材的解读能力.以上浅见,供同仁参考.参考文献:[1]陈宝军,周同仕.例析弹簧测力计使用前的校零[J].中学物理.2017(1):34~36.[2]刘炳昇,李容.物理教师教学用书(9年级下册)[M]江苏凤凰科学技术出版社.2013(06):6.。
实验教学弹簧测力计的校零并不简单江苏省无锡市刘潭实验学校(214046)㊀宋怀甫㊀㊀关于学生知识学习的重难点,教师都很重视,但对于技能方面的重难点容易忽略,比如弹簧测力计的校零.教学中不重视实验的教师对弹簧测力计的校零可能会不屑一顾,他们认为只要把弹簧测力计竖直放好,使指针对准零刻度线就可以了.弹簧测力计的使用果真如此简单吗?1㊀弹簧测力计校零时要消除弹簧和秤钩重力的影响在中学力学实验中,经常要用弹簧测力计测量力的大小.在弹簧的弹性限度内,弹簧的弹力与弹簧的伸长量成正比,弹簧测力计就是根据这一原理制成的.如图1所示,弹簧测力计主要由弹簧㊁指针㊁秤钩㊁刻度盘组成.如图2所示,把弹簧测力计先竖直放置,校正0 点;然后分别水平放置㊁竖直倒放,指针位置分别如图3㊁图4所示.图1㊀弹簧测力计图2㊀竖直正放图3㊀水平放置㊀图4㊀竖直倒放从图中可以看出,把竖直放置已经校正 0 点的弹簧测力计,水平放置㊁竖直倒放,指针不在零刻度线处,且变化较大.水平放置时指针不在零刻度线处,这主要是消除了弹簧测力计的弹簧和秤钩重力的影响.竖直倒放时指针不在零刻度线处,主要是测力计的弹簧和秤钩受重力的作用引起.所以,我们在使用弹簧测力计测力前,一定要把弹簧测力计按照测量时需要的位置放好,然后校正 0 点,这样才能根据需要消除或避免弹簧和秤钩的重力对测量的影响.在大家的脑海中,最常见的校零方式是把弹簧测力计竖直放置,校正 0 点.如探究重力大小与物体质量的关系时,因为重力的方向竖直向下,所以要把弹簧测力计竖直放置校零.综上所述,使用弹簧测力计时要把弹簧测力计按测量时的位置放好进行校零,并不是总要把弹簧测力计竖直放置,校正 0 点.2㊀弹簧测力计沿着斜面拉小车时,要平行于斜面校零苏科版教材中,进行功的原理教学时,如图5所示,通过探究斜面是否省力.是否省功,最后归纳出:使用斜面时省力,但不能省功.利用其他机械做功时,可以得到同样的规律,推导出使用任何机械都不能省功.图5㊀功的原理教学实验同组教师在实验时,把弹簧测力计竖直放置,校正 0 点后,测出小车的重力G;把小车放在斜面上,用弹簧测力计沿着斜面匀速拉动小车通过一段距离,读出拉力F;然后用刻度尺测出小车移动的距离s和小车被提升的高度h,测量数据见表1.表1㊀测量数据小车重力G/N拉力F/N小车沿斜面通过的距离s/c m小车被提升的高度h/c m拉力F做的功W1/J不用机械做的功W2/J2.00.30.6000.0920.1800.184㊀㊀根据表1中数据可看出,拉力F 小于小车重力G ;拉力做的功W 1小于不用机械做的功W 2,即使用斜面既省力又省功,违背了功的原理.分析该实验错误的原因是什么?把弹簧测力计竖直放置,校正 0点,测出小车的重力G ,这一步是正确的.沿着斜面匀速拉动小车时,弹簧测力计要平行于斜面.弹簧测力计平行于斜面放置时,指针位置如图6所示,由于弹簧测力计的弹簧和秤钩重力的影响,指针不再指在 0刻度线,沿着斜面匀速拉动小车时,测出的拉力误差较大.找出了问题的根源,将实验进行改进.把弹簧测力计竖直放置,校正 0 点,测出小车的重力G ,然后把弹簧测力计平行于斜面放置,再次校正 0 点.沿着斜面匀速拉动小车通过一段距离,测出拉力F .实验数据记录与处理见表2.图6㊀平行斜面放置校零表2㊀实验数据小车重力G /N 拉力F /N小车沿斜面通过的距离s /c m 小车被提升的高度h /c m 拉力F做的功W 1/J 不用机械做的功W 2/J 2.00.40.6000.0920.2400.184㊀㊀分析表2中数据可知,拉力F 小于小车的重力G ;拉力F 做的功W 1大于不用机械做的功W 2,即使用斜面时省力,但不能省功.3㊀弹簧测力计倒置测量时,要倒置放置校零苏科版教材中,探究定滑轮的工作特点时,实验设计如图7所示.先测出钩码的重力G ,然后用定滑轮提升钩码.实验中竖直向下拉绳端,匀速提升钩码,测出拉力F .在教学时,我没有过多强调,就让学生按照课本上的步骤进行实验.学生通过实验,数据记录见表3.表3㊀学生实验数据记录钩码的重力G /N弹簧测力计的拉力F /N1.00.9㊀㊀分析数据发现弹簧测力计的拉力小于钩码的重力,由于滑轮的摩擦力的影响,拉力肯定略大于钩码的重力,拉力的测量错误.一名学生讲述了他的实验过程:把弹簧测力计竖直放置,校正 0点,测出钩码的重力G ;使用定滑轮提升钩码,竖直向下匀速拉弹簧测力计,读出拉力F .听完学生的汇报,笔者知道他是在弹簧测力计校 0 时出现了问题.笔者让学生把弹簧测力计竖直放置,校正 0点后,再把弹簧测力计倒放,观察指针的位置是否改变?把弹簧测力计竖直放置,校正 0 点后,再把弹簧测力计倒放,指针位置变化较大.笔者向学生提出问题:弹簧测力计竖直放置校零后,再倒置放置,为什么指针不再对准 0 刻度线?学生讨论后回答:是弹簧测力计的弹簧和挂钩重力的影响.接着继续问:本实验中,测完钩码的重力后,应该怎么做?学生回答:应该把弹簧测力计竖直倒放,再次校正0点.改进后,学生再次实验,数据记录见表4.图7㊀倒置放置校零表4㊀数据记录钩码的重力G /N弹簧测力计的拉力F /N1.01.1㊀㊀分析数据,归纳结论:使用定滑轮不能省力,但可以改变施力的方向.从以上实验可看出,在使用弹簧测力计时,测量前务必把弹簧测力计按测量时需要的位置放好,校正 0点.4㊀结语弹簧测力计的校零是实验操作中的难点,尤其是容易忽视的难点.主要原因是教师考虑教学难点,往往从考试的角度去考虑,对实验技能上的难点不重视.例如在绘制图像的时候,忽视了如何描点.在斜面上拉动物体的时候,忽略在斜面上对弹簧测力计重新调零.弹簧测力计在使用前,应该把弹簧测力计按测量时的位置放好进行校零,这是必备的实验技能,也是课堂教学中容易缺失的一部分.在纸面上看起来很容易的东西,要自己实际操作,你会感觉不一样.难度体验不同,解决后的感受也不一样.学生的动手能力,往往就是需要这样的机会来提升.收稿日期:2019-10-19。
弹簧测力计的使用方法及注意事项弹簧测力计是一种常用的力学测量仪器,广泛应用于工程、科研和生产等领域。
正确的使用方法和注意事项对于保证测量结果的准确性和仪器的长期稳定运行至关重要。
本文将介绍弹簧测力计的使用方法及注意事项,希望能够对您有所帮助。
1. 使用方法。
1.1 准备工作。
在使用弹簧测力计之前,首先需要进行一些准备工作。
检查仪器是否完好,包括外观是否有损坏,显示屏是否正常,按钮是否灵活等。
同时,还需要检查仪器的零点是否准确,以确保测量的准确性。
1.2 安装。
将弹簧测力计安装在需要进行力学测量的设备上,确保安装牢固、稳定。
在安装过程中,要注意避免外力对测力计造成影响,以免影响测量结果。
1.3 调零。
在进行实际测量之前,需要对弹簧测力计进行调零操作,将测力计的示数调至零位。
这一步是非常重要的,可以排除测力计本身的重力影响,确保后续测量的准确性。
1.4 进行测量。
在进行测量时,需要根据实际情况选择合适的测量范围和测量方式。
在施加力的过程中,要注意力的方向和大小,避免超出测力计的额定范围,以免损坏仪器。
1.5 读数记录。
在测量完成后,及时记录测力计的示数,并进行必要的数据处理。
同时,要对测力计进行清洁和保养,确保仪器的正常使用和使用寿命。
2. 注意事项。
2.1 避免超载。
在使用弹簧测力计时,要严格遵守仪器的额定范围,避免超载使用。
一旦超载,不仅会导致测量结果不准确,还会损坏仪器,影响使用寿命。
2.2 防止外力干扰。
在进行测量时,要注意避免外力对测力计造成影响,如振动、冲击等。
这些外力会干扰测力计的测量结果,影响准确性。
2.3 注意安装位置。
在安装弹簧测力计时,要选择合适的位置,确保安装牢固、稳定。
同时,要注意避免安装在有腐蚀性气体、粉尘等环境中,以免影响仪器的使用寿命。
2.4 定期校准。
为了确保测力计的准确性,需要定期进行校准操作。
校准的频率可以根据实际使用情况和要求进行调整,一般建议每半年或一年进行一次校准。
也谈弹簧测力计调零作者:鲁佩用史献计
来源:《物理教学探讨》2015年第03期
摘要:看似简单的一个力学测量工具,却在使用过程中出现多种问题。
本文从弹簧测力计为何要调零和怎样调零两方面介绍弹簧测力计的原理和使用方法。
关键词:弹簧测力计;调零;竖直倒立
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2015)3-0047-2
1 弹簧测力计为什么要调零
要回答弹簧测力计为什么要调零,先要弄清它的原理公式:胡克定律F=kx。
若被测力F 作用在秤钩上,x为弹簧的伸长量或缩短量吗?答案是否定的。
用弹簧测力计测量力时,由于F不是直接作用在弹簧上的力(设为f),F和f通常情况下是不等的,因为要考虑秤杆和秤钩的总重力G。
图1中F=f,图2中f=F+G。
当弹簧倾斜使用时,f=F+Gsinα。
所以,此时弹簧测力计的原理公式应该是kx=F+Gx。
当被测力F=0时,弹簧末端(指针所在端)的位置作为x 轴的坐标原点,x=0处作为零刻度线。
因此,弹簧测力计在如图2所示的竖直状态调零时,弹簧受力为G,弹簧伸长
弹簧测力计刻度线按(3)式标注。
如果下次弹簧在如图1所示的水平下使用,弹簧回到原长,应该重新标注刻度线,即要重新调零。
同理,当弹簧测力计倾斜使用时,因Gsinα
2 弹簧测力计怎样调零
2.1 水平使用弹簧测力计
如图1,上面为弹簧原长状态,下面是弹簧在拉力F作用下所在状态。
若将弹簧在原长时指针的位置设置为零刻度线,并以此向右建立坐标轴,若不计指针与外壳的摩擦,根据胡克定律,此时弹簧测力计显示的示数大小就等于拉力F。
2.2 竖直正立使用弹簧测力计
如图2,左边为弹簧原长状态,中间为弹簧在拉杆、秤钩重力作用下的状态,右边是弹簧在拉力F作用下的情况。
若将弹簧在拉杆、秤钩重力G的作用下指针的位置设置为零刻度线,并以此向下建立坐标轴,则根据上面(3)式F=kx,此时弹簧测力计所显示的示数大小就等于拉力F。
2.3 倾斜使用弹簧测力计
当弹簧测力计倾斜使用时,在拉杆、秤钩的重力分力作用下弹簧会有一定的伸出,如果将此时指针的位置设置为零刻度线,此时沿弹簧测力计轴线方向拉力F就等于弹簧测力计所显示的示数。
综合以上三种情况,调零的方法是:在弹簧测力计秤钩处拉力F=0,弹簧指针所在位置作为零刻度线。
这个方法给倒立使用的弹簧测力计调零适用吗?原理上是可以的,但因弹簧的特性不同要具体分析。
2.4 竖直倒立使用弹簧测力计
如图3,由左向右分别为弹簧原长状态,弹簧在拉杆、秤钩重力G作用下的状态,弹簧在秤钩处受拉力F1(拉力F1G)作用下的状态。
若将弹簧只在拉杆、秤钩重力G作用下指针的位置设置为零刻度线,则在拉力F1作用下伸长量为x1,在拉力F2作用下伸长量为x2
由(6)(9)两式可以看出,当竖直倒立使用弹簧测力计时,只要将弹簧测力计倒过来拿着外壳调零,即弹簧只在拉杆、秤钩重力G(弹簧重力忽略不计)作用下指针的位置设置为零刻度线,拉力大小都等于指针所指示数。
前述调零的方法是适用的。
如果用手抓住倒置的弹簧测力计的外壳,将指针调为零刻度线,然后手竖直向上提称钩,如图4。
此时,弹簧测力计显示的读数为外壳重力G0,还是外壳和拉杆、秤钩总重力(G
+G0)呢?由二力平衡可得手指对称钩的拉力等于G +G0(弹簧重力忽略不计)。
由前面的结论可知,经调零后,此时拉力大小就等于指针所指示数。
由此可以看出,此时弹簧测力计所显示的示数并不等于很多人认为的外壳重力G0,而是G +G0。
如果将该弹簧测力计倒挂在杠杆上(如图5),此时它显示的读数大小就等于细线对杠杆的拉力,用这样的弹簧测力计就可以直接测量杠杆受到的拉力了。
但我们平时使用的弹簧测力计里的弹簧多数是只能拉伸不能压缩,也就是说当用手抓外壳使弹簧测力计倒置时,胡克定律已经不适用了。
假设弹簧秤钩处没有受力,让弹簧倒置,弹簧虽然受到的压力为G,但弹簧没有缩短,按前述调零方法,指针所在位置为零刻度线。
现在秤钩处加向上的拉力F,当拉力FG时,弹簧显示示数比F小。
所以,只有当弹簧测力计中的弹簧是既能拉伸又能压缩的弹簧,弹簧倒置时才可以用前述的方法调零。
但可以采取如图6所示方法,将两个弹簧测力计秤钩相挂,由(3)式可知乙称钩对甲称钩的拉力大小等于甲弹簧测力计的示数,都等于G +G0。
由相互作用力可知:甲称钩对乙称钩的拉力大小也等于G
+G0 ,但不等于乙弹簧测力计的示数。
因此,以甲弹簧测力计的示数为基准对乙弹簧测力计的示数进行调节,用校对过的乙弹簧测力计竖直倒立测量时,所显示的读数就等于物体受到的拉力了。
参考文献:
[1]梅亚林.弹簧测力计可以倒过来调零吗? [J].物理教师,2012,(5):30.
[2]张月兰.关于弹簧测力计倒挂法使用的问题探析[J].物理教学探讨,2013,(11):34.
(栏目编辑陈洁)。