弹簧秤 :测量力的大小的工具

更新时间:2023-11-01 14:11

弹簧秤又称弹簧测力计,是一种利用弹簧的形变与外力成正比的关系制成的测量作用力大小的装置。它通过弹簧的变形来测量作用力的大小或物体的重量。弹簧秤分为拉力弹簧秤和压力弹簧秤两种类型,压力弹簧秤的托盘承受的压力等于物体的重力,秤盘指针旋转的角度指示所受压力的数值。使用方法:取出称钩;转动旋钮,使指针对准0位;轻缓的进行钩物,称重并避免摇晃称物:禁止称超过最大称量的物体(注意:不能用手握住秤身进行称量,那样会增大误差、勿使弹簧和指针跟外壳摩擦,以免误差过大)。

用途

测量力的大小(经常在物理力学中使用)。

主要结构

弹簧、挂钩、刻度板、指针、外壳、吊环(可忽略不计)。

使用方式

使用前

1.拉动弹簧:反复拉动弹簧(用力过度可能会损坏弹簧),防止其卡住,摩擦,碰撞。

2.了解量程:知道测量力的最大范围(量程)是多少。

3.明确分度值:了解弹簧测力计的刻度。知道每一大格,最小一格表示多少牛(N)。

4.校零:检查指针是否对齐零刻度线,若没有对齐,需要调节至对齐。

使用中

1.不能超量程使用(天平,量筒,量杯等都不能超量程使用,但刻度尺除外)。

(补充说明:因为超量程使用可能会造成塑性形变损坏弹簧测力计,并且导致错误,测不出准确的力,比如一个6N的力,你用一个量程为5N的弹簧测力计测,指针指向5N,但是实际上是6N,就产生了错误)

2.同方向:测力时,要让弹簧测力计内的弹簧轴线方向跟所测力的方向在一条直线上,且弹簧不能靠在刻度盘上。

3.视线要与刻度板垂直。

使用后

调节弹簧测力计,让指针对齐零刻度线。

弹簧测力计

注意事项

所测物体受到拉力不能超过量程。

测量力的大小的工具叫测力计,在实验室常用的测力计是弹簧测力计,握力计和拉力计。

如果指针在零刻度线以上或者以下,这时候没有把指针调节至0,就会产生误差。

在零刻度线以上,测出来的力比实际的力小,反之在零刻度线以下,测出来的力比实际的力大。

如果弹簧测力计侧放,会使测量数值偏小。

压力也会产生一定的误差,要注意,压力小的地方量出来大。

物理原理

弹簧秤利用弹簧在被测物重力作用下的变形来测定该物质量的衡器。弹簧具有受力后产生与外力相应的变形的特性。根据胡克定律,弹簧在弹性极限内的变形量与所受力的大小成正比。称重时,弹簧变形所产生的弹性力与被测物的重量(重力)相平衡,故从变形量的大小即可测得被测物的重量,进而确定其质量。弹簧秤的称量可从1毫克到数十吨。其中,载荷在2mg以下的,采用石英丝弹簧;载荷在5g以下的,采用平卷弹簧;载荷量更大的,采用螺旋弹簧和盘形弹簧。常见的弹簧秤是使用螺旋弹簧制成的弹簧案秤。从图中可看出,在被测物放入秤盘后,螺旋弹簧在被测物重力作用下被拉伸,拉伸时通过杠杆装置使齿条直线运动而带动齿轮指针轴旋转。当弹簧被拉伸产生的弹性力与被测物重力平衡时,指针就在刻度盘上指示被测物的重量值。弹簧秤具有结构简单、读数直观的优点。但因弹簧具有弹性滞后的特性,且易受温度等外界条件变化的影响,故其准确度、灵敏度较低。此外,其称重结果还因重力加速度的不同而有所差异。

制作方法

1.用直径0.5毫米的钢丝放火炉火中均匀加热,直至发红,然后拿出慢慢冷却。冷却后将它一匝一匝地密绕在直径15毫米的圆铁捧上,所绕长度40毫米。再放窑炉火中烧红。然后拿出放入冷水或机油中淬火即成弹簧。

2.取一块310×80×5毫米的实木板为底板,上端钉一块80×15×5毫米的小木板。在小木板的中心装一个羊眼圈为提环。把弹簧的一端焊接在提环上,另一端焊一根直径为2.5毫米、长为150毫米的低碳钢丝。这段铁丝的下端有挂钩,上端与弹簧焊接处再装上一薄铁片作指针。指针应与铁丝垂直,在铁丝上的位置可调节。在底板上装一个弯成半圆形的小铁丝框,框住铁钩,以免铁钩左右摇摆。

3.在底板上贴一张白纸条标定刻度。挂钩上不挂重物时指针所指的位置定为零刻度,然后依次在挂钩上挂上1.0牛、2.0牛、3.0牛、4.0牛、5.0牛等钩码,每挂上一个钩码,对准指针画上刻度,再把各刻度间的距离做适当的等分(注:牛为单位,牛顿/N)。

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