湖北省东台县雅周镇中级学校摘要:教学中常用到弹簧测力计,怎样用弹簧测力计测竖直向上拉力,本文介绍了三种方式,这种方式是在平时的教学活动中发觉问题总结而得出,便于理解,操作便捷。关键词:弹簧测力计、竖直向上、拉力、校零。在苏科版数学九上《简单机械和功》一章中,多次用到弹簧测力计测竖直向上的拉力,如“探究杠杆的平衡条件”、“探究使用定滑轮的特性”以及“测滑车架的机械效率”等。这么,在这种实验中是怎样使用弹簧测力计的呢?其实弹簧测力计实验视频,依照惯例首先要校零。苏科版数学八下《力》一章中有关弹簧测力计使用方式的校零要求是:将弹簧测力计按检测时所需的位置放好,检测表针是否在零刻度处,若不在,应校准“0”点。以这样的形式校零测出的实验数据又怎样呢?我们可以通过实验来进行验证。如图1,在做“探究杠杆平衡条件”的实验中,调节杠杆在水平位置平衡后,在杠杆右侧距支点等距处的右侧挂2个钩码(1N),两侧用倒置校零好的弹簧测力计竖直向上拉,从弹簧测力计的示数可以看出,拉力只有0.8N,与实际值相差达0.2N之多,多次检测结果差0.2N,只是随着钩码数量的增多,相对偏差会渐渐减少,有资料介绍,测较大拉力时可以忽视。
只是在本探究实验中,我们本身所选择的阻力并不是太大,且杠杆的宽度也有限,较大的误差对我们总结推论有一定的影响。引起误差较大的缘由是哪些呢?笔者觉得以下几个诱因会对实验结果导致影响。其二,弹簧测力计自重是影响检测结果的主要诱因;其一,根据教材方式将测力计倒置校零(手抓壳体),而测力计倒置时弹簧不能处于竖直状态(从无机壳的演示测力计就可看出),这样会使检测结果误差较大;其一,校零时,弹簧处于压缩状态,而在测力过程中,弹簧由压缩变为伸长弹簧测力计实验视频,这也会对检测结果导致影响;其一,这在我们平时实验中几乎不太注意的问题,由于弹簧固定在拉环上,而拉环与联接拉环的圆孔的间隙也会对检测结果导致影响,如图2,拉环位置不同会导致有近0.05N的偏差。如何做才能使这种偏差降到最低呢?笔者在常年的教学活动中通过对比试验总结了三种用弹簧测力计测竖直向上拉力的技巧。方式一:将弹簧测力计竖直正放校零,之后竖直倒置,手拉秤钩,如图3,此时弹簧测力计有一示数,该示数即为测力计壳体重(不包括弹簧重),而此时秤钩对手的拉力为整个弹簧测力计的重力,为此,实际拉力与测力计示数间存在一差值,这一差值即为秤钩的重力。为此,我们在用弹簧测力计测竖直向上的拉力时,可先竖直正放校零,之后倒置拉秤钩测出壳体重,再用另一测力计测出此测力计自重,算出秤钩重,即G壳,则实际上的拉力大小F=F技巧二:这些技巧较容易理解,将校零好的弹簧测力计的拉环直接作用于力的作用点,自由悬挂,此时虽然不拉秤钩,该点同样会遭到一个向上的拉力,此拉力由测力计自重形成,这时再竖直向上拉秤钩,读出示数,则实际拉力的大小F=F秤。
为此,这些方式我们只需先测出弹簧测力计的自重即可。方式三:参见苏科版义务教育课程标准实验教科书9年级下册《物理班主任教学用书》,校对法,取两个弹簧测力计,秤钩相挂,在竖直方向拉到某一数值,这时下方弹簧测力计示数略大于上方弹簧测力计示数,调节下方测力计表针的位置,使其示数等于上方测力计示数。用校对过的弹簧测力计去测竖直向上的拉力时,弹簧测力计示数就等于实际拉力。这些技巧理论上非常完美,但在实际使用上可操作性存在一点问题,因为通常实验室使用的测力计表针的调整范围有限,无法达到我们的要求。并且,我们可以借助上下两测力计的示数,算出它们的差值F,再用下方弹簧测力计去测竖直向上拉力,实际拉力的大小F=F以上方式中,无论在校零还是在测力时,我们均需控制拉环所在的位置不变。综上所述,在我们平时使用弹簧测力计测竖直向上的拉力时,不妨借鉴一下这种的方式,如有不妥之处,敬请同仁不吝请教。参考文献[1]义务教育课程标准实验教科书《物理(八年级下)》.湖南科学技术出版社[2]义务教育课程标准实验教科书9年级下册《物理班主任教学用书》.湖南科学技术出版姓名:****作单位:浙江省嘉善县雅周镇中级学校邮编:邮箱:电话:*********91通信地址:广东省泰兴县雅周镇中级学校