研究弹簧秤的刻度

　　【目的和要求】

　　研究弹簧的伸长和拉力的关系，通过实验总结出弹簧的伸长与拉力成正比的规律。了解弹簧秤的刻度原理。

　　【仪器和器材】

　　测力计(J2104型)，钩码(J2106型)，方座支架(Jll02型)，刻度尺，回形针(曲别针)4枚，白纸条。

　　【实验方法】

　　1.改装器材

　　测力计的面板已标好刻度，因此须用一张白纸把测力计的面板蒙起来。白纸可以用4枚回形针固定。

　　2.刻度

　　把改装过的测力计挂在方座支架上，记下指针的位置，然后逐一增加钩码。挂钩码时，要缓慢放开。记下每次指针稳定后的位置，直到钩码质量为500克时停止增加钩码。逐个减少钩码，观察指针应回到原来的位置。

　　3.测量

　　取下测力计，用刻度尺测量指针从零位至各个刻度的距离，把读数记入表1.5-1中。

　　4.用弹簧秤测力

　　用标好刻度的测力计测量课本、文具盒等所受的重力。

　　【注意事项】

　　1.要注意测力计的量程。如果测力计的量程为5牛顿，每个钩码重0.49牛顿，因此实验时最多只能挂10个钩码。

　　2.使用测力计应注意轻拉轻放，以免用力过大指针与面板下端导板相撞移位。

　　【参考资料】

　　1.实验室各种弹簧秤、圆筒测力计、测力计的技术参数和用途见表1·5-2，外形见图1·5-1。

　　2.测力计和弹簧秤所用圆柱螺旋弹簧的刚度(弹簧的软硬程度，定义为产生单位形变的工作负荷，其单位为牛/毫米)与其他参数的关系如下式：

　　式中：P'——弹簧的刚度，△x——弹簧伸长量，P——受力，G——材料剪切弹性模量，D——弹簧中径(又称平均直径，等于外径与内径之和被2除)，d——弹簧丝直径，n——弹簧有效圈数。

　　从上式可以看出：弹簧制成(即G、D、d等参数固定)之后，弹簧的刚度P'与有效圈数n成反比，当弹簧秤或测力计示值不准确时，调整它的有效圈数n，弹簧的刚度就会变化。

　　【思考题】

　　用表1·5-1的结果，以拉力为横坐标，以弹簧的伸长为纵坐标作图，可得到什么样的图象?它说明拉力与弹簧的伸长是什么关系?

　　提示：一条直线;拉力与伸长量成正比关系。