拉拉彈簧、捏捏氣球,你會發(fā)現若要把彈簧拉得更長、把氣球捏得更扁,需要的力會更大。那么,是否可利用物體形狀改變的程度來測量力的大???本節(jié)我們學習與彈力相關的內容。
1.通過常見事例或實驗了解彈力。在常見的力現象中,知道哪些力屬于彈力。2.了解彈簧測力計的構造、原理和使用方法。3.經歷使用彈簧測力計測力的實際過程,通過實際操作學會用彈簧測力計測量力的大小。
如圖 6-17 所示,運動員向下壓跳板,跳板受壓后變彎,發(fā)生形變。同時,由于力的作用是相互的,變彎的跳板也在向上推運動員。在圖 6-6 中,當用手壓(或拉)彈簧時,彈簧受力發(fā)生彈性形變;同樣,由于力的作用是相互的,彈簧對手也產生一個推(或拉)的力。這說明,物體發(fā)生彈性形變后會產生力。這種因物體發(fā)生彈性形變而產生的力叫做彈力(elastic frce)。
飛行的足球撞上球網時,就會受到球網施加的彈力。發(fā)生形變的其他物體,如拉彎的弓、拉長的橡皮筋、被擠壓的皮球等,也會產生彈力。放在桌面上的書受到桌面對它的支持力,桌面受到書的壓力。我們通常說的拉力、支持力、壓力等都是彈力。
彈簧測力計(圖 6-18)是一種常用的測量力的大小的工具,觀察圖 6-18(a)可知,彈簧測力計主要由彈簧、掛鉤、指針和刻度盤等組成。 在一定的范圍內拉伸彈簧時,彈簧受到的拉力越大,彈簧的伸長量就越大。因此,彈簧的伸長量能反映彈力的大小。彈簧測力計就是根據彈簧的這一性質制成的。
在使用彈簧測力計時,應注意彈簧測力計的測量范圍 (量程) ,待測力的大小應在量程之內;注意彈簧測力計的刻度,了解每一大格表示多少牛,每一小格表示多少牛 (分度值) ;使用前要檢查指針與零刻度線是否對齊,若沒有對齊,要調節(jié)至對齊 (校零) 。測量時,要使測力計內彈簧的軸線跟所測的力在一條直線上,彈簧不能靠在刻度盤上。只有科學地使用彈簧測力計,才能準確測出力的大小。
為了滿足不同的測力需要,人們還制造了其他形式的測力計,如生活中常見的握力計和拉力計等(圖 6-19)。
實驗:用彈簧測力計測量力
下面,我們通過實驗來練習怎樣使用彈簧測力計測量力的大小。
1. 了解彈簧測力計的構造,學會使用彈簧測力計。 2. 用彈簧測力計測量力的大小。
1. 觀察彈簧測力計,明確其量程及分度值。 2. 檢查彈簧測力計指針與零刻度線是否對齊。 若沒有對齊,把指針調節(jié)到零刻度線上。 3. 將鉤碼懸掛于彈簧測力計掛鉤上(圖 6-20), 讀出鉤碼對彈簧測力計的拉力 F,將測量結果記錄在自己設計的表格中。重復實驗。
1. 若將鉤碼換成物理教科書,怎樣測量書對彈簧測力計的拉力? 2. 怎樣粗略測量一根細棉線能承受的最大拉力? 3. 用兩個彈簧測力計在水平方向上互相拉,兩個測力計的示數有什么關系?
1. 在撐竿跳高運動中,運動員起跳后,撐竿被壓彎(圖 6-21),在這個現象中,撐竿發(fā)生的是什么形變?說明你的理由。
撐竿發(fā)生的是彈性形變,因為撤去外力后,撐竿又恢復成原來的形狀。
2. 如圖 6-22 所示,用手拉彈簧測力計時,彈簧測力計的彈簧發(fā)生形變后會對手施加一個作用力,這個力是__________ 力,它的方向與手的拉力方向 ___________ 。
3. 如圖 6-23 所示,彈簧測力計的測量范圍(量程)是___________N,指針所指的示數是__________N。
4. 某同學用橡膠握力器(圖 6-24)進行鍛煉時發(fā)現,可輕松地讓握力器發(fā)生形變,但很難將握力器完全“捏扁”。你能解釋為什么嗎?
因為力可以改變物體的形狀,所以可以輕松地使之發(fā)生形變,橡膠撞力器的彈性形變程度越大,彈力越大,所以很難完全捏扁。
5. 有同學認為“使用彈簧測力計時,彈簧測力計必須豎直放置,不得傾斜”,這種看法是否正確?做實驗驗證你的看法。
6. 用橡皮筋、回形針、棉線、小瓶蓋、牙膏盒、鐵絲、鉤碼和刻度尺等,動手做一個橡皮筋測力計。觀察并記錄橡皮筋的伸長量與鉤碼個數的關系。
錯誤解析:彈簧測力計只要受力的方向與測力計彈簧軸線的方向一致就可以測力的大小。

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第二節(jié) 測量:用彈簧測力計測量力

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