隨便使用物理儀器有何後果?兩道「彈簧測力計」題給初學者警示!

2020-12-13 物理畢業班

初二物理彈力這節課,是初中物理最重要的力學基礎知識點之一,有關彈力,初中物理多是從定性的角度來研究,這一與高中物理區別非常大。

初中物理主要簡單研究三種性質的力,即彈力、重力、摩擦力。關於這三種性質的力,也只是簡單的從定性的角度進行了解,即從力的三要素——大小、方向、作用點,進行分析的。

關於彈力的三要素,其大小是通過彈簧測力計來測量的,定性來說彈力大小是與發生彈性形變量的大小緊密相關的。但是其方向和作用點,初中物理教材並沒有從非常清晰明確的角度進行闡述。主要是因為彈力的方向情況太多太複雜了。

比如說彈力的方向,在高中物理中主要有「繩的彈力——沿繩指向繩收縮的方向」;「杆的彈力——不一定沿著杆」;「面上的彈力——分為平面與平面之間彈力、曲面與平面之間彈力、點與面之間彈力、曲面和曲面之間彈力」等,這些面上的彈力方向無一例外的都是垂直於平面或者公切面指向受力物體!

但是初中並不研究這些,初中物理只需要知道簡單的幾種常見彈力的方向,比如說壓力、支持力、拉力、推力等。這些方向一眼就可以看出。而彈力的作用點,一般和其他力一樣,都可以直接畫到物體的重心上。

另外,彈力的產生條件有三個,初中物理教材也沒有明確說出——相互基礎、相互擠壓、發生彈性形變!

由此可知,初中彈力的相關知識是要求非常簡單的,因此,初二的同學們學到這裡是大可不必擔心,多做一些題,多見識各種類型題,就能順利突破此知識點。

比如下面這兩種有關彈簧測力的題,比較簡單易懂,我們一起來分析歸納一下吧。

彈簧測力計如果沒有調零會如何?其實和大多數物理儀器一樣,如果不調零,會對後面的結果造成偏大或者偏小的影響,但是如果儀表的刻度是線性變化的,也可以通過一些計算處理從而得出準確值,比如本題,彈簧測力計沒有受到拉力時,指針指在0.4N,此後不管物體讀數是多少,只要沒有超出量程,則所測物體的重力值都應該再減去0.4N,才是準確值,因此,本題的答案應該選B。

我們再看另一道不按規則使用彈簧測力計的後果!

如果彈簧測力計已經校零,用它來測量一個物體的重力時,誤將彈簧測力計上下拿反了,會導致什麼結果呢?這其實就是內部彈簧所承受的拉力問題了,原來正常使用時,彈簧下方只有一個掛鈎,其重力產生的影響可以忽略,但是如果反過來測量,物體掛在拉環上後,彈簧的拉力就包括了彈簧測力計的外殼重力、和拉環重力!

因此,彈簧測力計的示數就會比真實值偏大!也就是說物體所受的重力要小於彈簧測力計的示數,因此本題答案選擇 C選項。

另外,在使用彈簧測力計時,要特別注意分度值,不同的測力計的分度值一般不同,能否正確讀數會直接影響結果是否正確!

還有一點要知道,用彈簧測力計去測量重力或者摩擦力時,彈簧測力計所測量的力並非重力或者摩擦力,彈簧測力計的示數永遠都是彈力大小,只是當此彈力大小等於重力大小或者摩擦力大小時,就相當於間接地測量出了重力和摩擦力!

中學生朋友們,物理有趣且有用,養成勤於思考善於歸納的良好習慣吧,為了美好的未來,加油!

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