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知识回顾:
明天我们来说说弹簧测功机的原理
如图所示,是用弓射击的画面。 关于这张图,朋友们应该了解的事情是:
当弹簧没有受到拉力时,弹簧有一个自然宽度,我们称之为原始长度; 当对弹簧施加拉力时,弹簧拉伸,最后拉伸到一个新的宽度,称为总宽度,包括拉伸长的宽度,一共有三种宽度,分别是:
如果我们给弹簧更大的张力,前三个宽度中的哪一个会改变?
显然,不仅原始长度不会改变,伸长率和总宽度也会改变。 看来伸长率和总宽度与拉力的大小有一定的关系。
下面是一个探索性实验,研究弹簧伸长率和厚度随拉力的变化。 让我们来看看!
本次实验的研究目的是“探索弹簧宽度L与拉力F之间的关系”。
这里,我们必须找出他所研究的宽度是多少:原来的长度? 伸长? 首席?
这要从数据分析开始。
首先我们从数据中可以看出,当初始拉力为0N时,弹簧的宽度已经是8cm。 这是什么意思?
这说明8cm是弹簧的原始长度,不会随着拉力的变化而变化,因此可以排除“探索原始长度随拉力的变化规律”的可能性。
其次,在中学的数关系中,我们只学了逆关系,比如ρ=m/v。
所谓反比,是指两个数学量之比是一个固定值。 例如,密度是这样一个数学量:同一种物质的密度的质量与体积之比是一个常数值,不随质量和体积的变化而变化。 。
同理,如果弹簧宽度和拉力存在数量关系,也不会脱离中学课本的认知范畴,即L/F应该是一个固定值,抛出中的数据第一列(0N,8cm),我们看看旁边的数据是否符合反演定律:
从估算结果可以看出,弹簧的宽度L与拉力F没有这样的关系,因为宽度就是总长度,而总长度包括不变的原始长度和可变的伸长量,我们需要拉出不变量,再看一下规则。
最后我们来看看伸长率和张力的关系!
就是这样。 三个宽度中,只有伸长率和伸长率呈反比关系。 绘制的图如下:
如果我们考虑弹簧的原始长度,我们也可以画出右边的图像
对于这张图片,我们需要注意两件事:
前提是弹簧伸长量与拉力成反比
虽然弹簧的伸长量与拉力成反比,但是还有一个前提:那就是不能超过弹簧的弹性极限,否则弹簧就会从弹性变形变为塑性变形,那么关系就不成立了成反比。 这点朋友们需要注意。
弹簧测力计的原理
借助“伸长率与张力的关系”,我们可以通过测量弹簧的伸长率来测量张力,即把它做成弹簧测力计。 原理是:
在弹性极限内,弹簧上的拉力越大,弹簧伸长的时间就越长
实践:
如果有不知道怎么做的朋友可以私信胡子先生!
公布1.26和1.27习题答案。
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