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弹簧测力计的构造和使用方法

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观察与思考 
1.用弹簧制成的弹簧秤为什么能测力的大小?

 因为在弹簧限度内,弹簧的伸长量和弹簧所受拉力成正比。根据弹簧的伸长量就可以读出力的大小。

如图所示的实验,是在铁架台上固定一把直尺,把下端附有指针的弹簧挂在铁架上,见图(a)。
2.这时指针指在l0,l0表示什么?

 l0表示弹簧的原长。

3.如图(b)所示,将重1牛的钩码挂在弹簧上,弹簧发生了什么变化?此时指针指在l1表示什么?

 弹簧发生形变被伸长,此时弹簧的伸长量是l1-l0。 l1表示弹簧受1牛拉力作用时的长度。

4.如图(c)所示,在钩码下再加一个重1牛的钩码。弹簧继续伸长,说明什么?指针指在l2所指的表示什么 ?

 说明弹簧的伸长跟作用的拉力大小有关,拉力越大,伸长越大。l2表示当拉力为2牛时弹簧的长度。

5.若将直尺改制为弹簧秤的面板,应在直尺的l0、l1、 l2处改标什么?

 分别标为0牛、1牛、2牛。

6.将挂在弹簧上的钩码全拿去,弹簧上的指针应指在哪个位置?

 应指在l0处。 

实验原理

在弹性限度(即弹簧发生弹性形变的范围)内,弹簧的伸长量和弹簧所受拉力成正比。
 

实验注意事项 
使用弹簧测力计时,要注意校零、量程、共线、读数等

  在弹性限度(即弹簧发生弹性形变的范围)内,弹簧的伸长量和弹簧所受的拉力成正比
  
  1、关于弹簧测力计的读数是同学们要掌握的一种基本技能,也是基础知识要考查的较基本的题型。
  2、关于测力计的组合使用情况,则往往是较难的题型,多为选择或者填空,也常见于探究题。

  1、下图中弹簧测力计的读数是_________N,使用弹簧测力计测力时,要使弹簧伸长的方向与________________的方向在同一条直线上

  2、如图所示,弹簧秤示数是 [    ] 

  A、3N      B、9N      C、0N     D、6N 

  3、把弹簧A和B串联在一起,下面挂一个重为10牛的物体G,如图所示.若不计弹簧秤自身重力,则A和B的示数应分别为[  ]
 
   A、5N,5N    B、10N,10N    C、20N,10N   D、10N,0N

 

  1、关于弹簧测力计的使用方法,是基础知识也是基本技能,主要的知识点有:a.校零;b.认量程、分度值;c.共线(同轴线)
  答案:2.4    所测力

  2、弹簧测力计在使用时,挂钩处挂重物(或者所测的力),提钮处也应用手提起,否则就没有示数,也就是说在使用弹簧测力计时应该有两个力共同作用在弹簧测力计上,并且这两个力的大小相等,其读数等于其中的一个力,所以本题答案是:A.

  3、本题同样是考查测力计的读数问题,不管用多少测力计来测,这个力的大小都不会改变,在本题中不考虑弹簧测力计的自身重力,两个测力计的示数应该相等,都等于物体的重力.
  答案:B

其他秤

  1、电子秤:

  秤重物品经由装在机构上的重量传感器,将重力转换为电压或电流的模拟讯号,经放大及滤波处理后由A/D处理器转换为数字讯号,数字讯号由中央处理器(CPU)运算处理,而周边所需要的功能及各种接口电路也和CPU连接应用,最后由显示屏幕以数字方式显示。
  2、钢弦式钢筋测力计:

  工作原理是源于一根张紧的钢弦振动的谐振频率与钢弦的应变或者张力成正比,这种基本关系可以用来测量多种物理量如应变、荷载、力、压力、温度和倾斜等。振弦传感器较一般传感器的优点就在于传感器输出的是频率而不是电压。频率可以通过长电缆(>2000米)传输,不会因为导线电阻的变化、浸水、温度波动、接触电阻或绝缘改变等而引起信号的明显衰减。除此之外,再加上基康独特工艺的设计和制造,基康的振弦式传感器均具有极好的长期稳定性,特别适于在恶劣环境中的长期监测。
  3、土压力盒:

  土体是由微小颗粒组成的,土体内部存在大量孔隙,使其具备了土体中存在微裂隙的两个基本条件。同时也符合断裂力学认为材料中本来就存在微裂隙的假设。在一定的受力条件下,土粒之间的结构联系沿薄弱环节逐渐破损,微裂隙逐步发展成为宏观的裂缝,最终导致土体的断裂破坏。根据断裂力学理论,物体的断裂破坏可分为三种基本受力方式,(1)张开型裂缝(Ⅰ型)即正应力和裂缝面垂直,(2)滑开型裂缝(Ⅱ型)在构件表面或试样受剪切的情况下,若剪应力与裂缝表面平行但其作用方向与裂缝面垂直,使裂缝的上下面相对滑移而扩展。(3)撕开型裂缝(Ⅲ型),剪应力和裂缝表面平行,在剪应力作用下裂缝的上下两个平面撕裂而扩展。
  4、孔隙水压力计:

  工作原理是:土孔隙中的有压水通过透水石汇集到承压腔,作用于承压膜片上。膜片中心产生挠曲引起钢弦的应力发生。
  5、应变计:

  蠕变补偿的基本原理
  6、锚索测力计:
  锚索测力计的基本原理是在承压筒体上安装高稳定性、灵敏度高的应变弦式传感器或力传感器,一般认为技术成熟的弦式传感器具有比应变片更好的零点稳定性以及更强的抗干扰能力,同时其信号输出是频率而不是电压,频率信号能够长距离传输而不会由于电缆电阻,接触电阻变化引起明显的衰减等特点。在另一方面,尽管采用弦式仪器具有上述一系列优点,由于弦式锚索测力计的设计加工涉及到许多独特的技术难题,目前国际上也只有个别著名弦式仪器厂商能够生产出真正品质优异长期可靠的弦式锚索测力计。

探讨课题
  家用的测力计能测出物体的重力,可是所用的单位是N吗?你知道,生活中所用的单位和物理上所用的单位之间有怎样的区别吗?它们之间是不是也有着某种联系呢?
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