弹簧测力计的读数需遵循下面内容步骤和注意事项,综合多篇资料整理如下:
一、读数前的准备职业
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校零
使用前需检查指针是否对准零刻度线。若未对齐,需通过调节旋钮校正(部分测力计可手动调节指针位置),或记录零点误差并在最终读数中修正。- 示例:若指针在零刻度线下方的“-0.2N”处,实际测量时应将读数减去0.2N。
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确认量程与分度值
- 量程:明确测力计的最大测量范围(如0-5N),不可超量程使用,否则可能损坏弹簧或导致永久形变。
- 分度值:观察刻度盘的最小单位(如0.1N或0.2N),确定每小格代表的力值。
二、读数步骤
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稳定测量
确保被测力影响在弹簧轴线路线,且弹簧未与外壳摩擦。待指针停止晃动后再读数。 -
视线与刻度盘垂直
避免因视角倾斜导致读数误差。例如,若俯视或仰视,指针可能看似指向不同刻度,需保持视线与刻度盘平面垂直。 -
读取指针末端位置
- 直接读取指针末端最接近的刻度线数值,无需估读中间值(部分测力计需按分度值的1/10估读)。
- 示例:若指针位于“3.2N”与“3.4N”之间且更接近3.2N,则读作3.2N(或按实验要求估读为3.2-3.3N)。
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单位确认
刻度盘通常以牛顿(N)或千克力(kgf)为单位,需注意区分。国际单位制中优先使用牛顿。
三、独特情况处理
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非轴向拉力
若拉力路线与弹簧轴线不重合(如斜拉或侧拉),弹簧与外壳摩擦会导致读数偏小。需调整施力路线或重新固定测力计。 -
反向拉力
部分测力计刻度盘下方标注了反向刻度(如负值),用于测量压力或反向拉力。此时需根据指针指向的负刻度读数。 -
劲度系数与变形量计算
若需通过弹簧形变量计算实际受力,可用公式F=k·x(k为劲度系数,x为伸长量)。但日常测量中,测力计已通过校准直接显示力值,无需手动计算。
四、常见误区
- 超量程使用:可能导致弹簧塑性变形,后续测量不准确。
- 忽略校零:未校零直接测量会引入体系性误差。
- 读数姿势错误:视线倾斜会导致“视差误差”。
五、实验应用示例
- 测头发拉力:将头发拴在挂钩上缓慢拉断,记录断裂瞬间的拉力值(需快速读数)。
- 水平匀速拉动物体:测摩擦力时需保持物体匀速运动,此时弹簧测力计读数等于滑动摩擦力。
弹簧测力计读数需严格遵循“校零→确认量程→稳定测量→垂直读数”的流程,并注意施力路线与弹簧轴线一致。实验中的误差多源于操作不规范,需反复练习以提升准确性。