例析與彈簧測(cè)力計(jì)有關(guān)的問(wèn)題

考點(diǎn)一：彈簧測(cè)力計(jì)的原理

1. 彈簧測(cè)力計(jì)原理：在彈性限度內(nèi)，彈簧受到的拉力越大，彈簧的伸長(zhǎng)量就越長(zhǎng)。

2. 胡克定律（拓展）：彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力F 的大小跟彈簧伸長(zhǎng)（或縮短）的長(zhǎng)度 x成正比，即 F = kx，式中彈力F、彈簧伸長(zhǎng)（或縮短）的長(zhǎng)度 x 的單位分別是N、m，k叫作彈簧的勁度系數(shù)，單位是N/m。

例1 小莉同學(xué)在探究彈簧的伸長(zhǎng)與所受拉力的關(guān)系時(shí)，得到如圖1甲圖像，請(qǐng)回答下列問(wèn)題。

（1）這根彈簧的原長(zhǎng)是 cm。

（2）當(dāng)這根彈簧的長(zhǎng)度為4 cm時(shí)，彈簧受到的拉力為 N。

（3）小莉要自制兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，她選擇了A、B兩根不同規(guī)格的彈簧進(jìn)行測(cè)試，繪制了如圖1乙所示的圖像，若要制作精確度較高的彈簧測(cè)力計(jì)，應(yīng)選 （選填“A”或“B”）彈簧。

圖1

解析：（1）由圖1甲可知，當(dāng)拉力為0時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度為2 cm，答案：2。

（2）由圖1甲可知，當(dāng)拉力為6 N時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度為5 cm，則此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量ΔL =" " " "5 cm - 2 cm = 3 cm，所以彈簧每伸長(zhǎng)1 cm，受到的拉力為2 N；當(dāng)彈簧的長(zhǎng)度為4 cm時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量ΔL'= 4 cm - 2 cm = 2 cm，由于彈簧每伸長(zhǎng)1 cm，受到的拉力是2 N，則彈簧伸長(zhǎng)2 cm，受到的拉力為4 N。答案：4。

（3）在施加相同拉力的情況下，彈簧的伸長(zhǎng)量越大，彈簧測(cè)力計(jì)就越靈敏；反之彈簧伸長(zhǎng)量越小，一般量程會(huì)越大。我們可以根據(jù)需要選擇制作彈簧測(cè)力計(jì)的材料。由圖1乙可知，量程大的選B，精確度較高的選A。答案：A。

考點(diǎn)二：彈簧測(cè)力計(jì)的使用方法

1. 測(cè)量前：（1）觀察彈簧測(cè)力計(jì)的量程，使用時(shí)不能測(cè)量超過(guò)量程的力；（2）觀察彈簧測(cè)力計(jì)的分度值。

2. 使用時(shí)：（1）校零時(shí)，要將彈簧測(cè)力計(jì)按測(cè)量所需的位置放好，再調(diào)零；（2）測(cè)量時(shí)，要使彈簧測(cè)力計(jì)受力方向沿彈簧的軸線方向。

圖2是實(shí)驗(yàn)室常用的兩種彈簧測(cè)力計(jì)，兩者校零方式略有不同，若使用時(shí)指針未指零，圖甲條形盒彈簧測(cè)力計(jì)需用手將面板上下移動(dòng)，直到指針指零；圖乙平板彈簧測(cè)力計(jì)需用手來(lái)推動(dòng)指針上下移動(dòng)，直到指針指零。

3. 讀數(shù)時(shí)：視線必須與刻度盤垂直。

例2 以下展示的幾位同學(xué)使用彈簧測(cè)力計(jì)的情景中，測(cè)量方法錯(cuò)誤的是（ ）。

lt;G：＼2025-3月數(shù)據(jù)＼A 加急3-15＼初中生學(xué)習(xí)指導(dǎo)·提升版202502" 排版打不開(kāi)＼CZ25-3-25.psdgt;lt;G：＼2025-3月數(shù)據(jù)＼A 加急3-15＼初中生學(xué)習(xí)指導(dǎo)·提升版202502" 排版打不開(kāi)＼CZ25-3-26.psdgt;lt;G：＼2025-3月數(shù)據(jù)＼A 加急3-15＼初中生學(xué)習(xí)指導(dǎo)·提升版202502" 排版打不開(kāi)＼CZ25-3-27.psdgt;lt;G：＼2025-3月數(shù)據(jù)＼A 加急3-15＼初中生學(xué)習(xí)指導(dǎo)·提升版202502" 排版打不開(kāi)＼CZ25-3-28.psdgt;

A" " " " " " " " " " " B" " " " " " " " " " " " C" " " " " " " " " " " " " " nbsp; " D

解析：使用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量力的大小時(shí)，拉力方向必須與彈簧軸線方向一致，并且要避免彈簧與外殼發(fā)生摩擦，由圖可知A、B、C正確，D錯(cuò)誤。答案：D。

考點(diǎn)三：彈簧測(cè)力計(jì)原理的延伸

例3" "某彈簧測(cè)力計(jì)中的彈簧斷掉了一小段，如果重新安裝并調(diào)零以后繼續(xù)使用，測(cè)量值與原來(lái)的測(cè)量值相比較（ ）。

A. 測(cè)量值偏大 B. 測(cè)量值保持不變

C. 測(cè)量值偏小 D. 前三種情況都可能出現(xiàn)

解析：彈簧變短后其勁度系數(shù)會(huì)增大，即在拉力相同時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)變短，更難以發(fā)生形變。如果繼續(xù)使用原來(lái)的刻度盤，必然會(huì)使測(cè)量值偏小。答案：C。

考點(diǎn)四：彈簧測(cè)力計(jì)在力的相互性方面的應(yīng)用

例4 如圖3，甲、乙、丙、丁是四根完全相同的彈簧，甲、乙左端固定在墻上，丙、丁兩端均同時(shí)受到作用在同一條直線上的力，圖中所示的力F均為水平方向，且大小相等。四根彈簧在力的作用下均處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)其長(zhǎng)度分別是L甲、L乙、L丙、L丁，下列選項(xiàng)正確的是（ ）。

[F] [F] [F] [F] [F] [F] [甲" " " " " " " " " " " " " " " " " " "乙" " " " " " " " " " " " " " " " " "丙" " " " " " " " " " " " " " " " " " " "丁]

圖3

A. L甲 lt; L丙 B. L甲 = L乙 C. L乙 = L丁 D. L乙 gt; L丁

解析：彈簧的伸長(zhǎng)量取決于作用在彈簧上的力的大小，作用在掛鉤上的力都是F，則伸長(zhǎng)量相同，注意判斷彈簧是伸長(zhǎng)的還是壓縮的。由圖可知，圖甲和圖丙的力都會(huì)使彈簧伸長(zhǎng)，圖乙和圖丁的力都會(huì)使彈簧壓縮。

在圖甲中，力F通過(guò)彈簧傳遞給墻，力的作用是相互的，墻對(duì)彈簧施加的力等于F，方向水平向左，所以圖甲和圖丙的作用力情況相同，效果相同，故兩圖中彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度相同，所以L甲 = L丙；在圖乙中，力F通過(guò)彈簧傳遞給墻，力的作用是相互的，墻對(duì)彈簧施加的力等于F，方向水平向右，所以圖乙和圖丁的作用力情況相同，效果相同，故兩圖中彈簧縮短的長(zhǎng)度相同，所以L乙 = L丁。答案：C。

考點(diǎn)五：自制彈簧測(cè)力計(jì)問(wèn)題

例5 用橡皮筋、回形針、棉線、小瓶蓋、牙膏盒、鐵絲、鉤碼和刻度尺等，做一個(gè)如圖4所示的橡皮筋測(cè)力計(jì)。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（ ）。

A. 可以把回形針上端當(dāng)作指針

B. 小瓶蓋與牙膏盒之間不可接觸

C. 在橡皮筋自然長(zhǎng)度的位置標(biāo)“0”刻度線

D. 可利用鉤碼拉伸橡皮筋標(biāo)注刻度

解析：回形針在橡皮筋下部，可以把回形針上端當(dāng)作測(cè)力計(jì)的指針，故A正確；為了減小摩擦對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，小瓶蓋和牙膏盒不可接觸，故B正確；橡皮筋在豎直方向上掛著小瓶蓋，當(dāng)橡皮筋靜止時(shí)，應(yīng)標(biāo)注“0”刻度線，故C錯(cuò)誤；鉤碼上標(biāo)有質(zhì)量的數(shù)值，且每個(gè)鉤碼質(zhì)量相同，故可用鉤碼拉伸橡皮筋標(biāo)注刻度，故D正確。答案：C。

（作者單位：江蘇省阜寧縣明達(dá)初級(jí)中學(xué)）