组装测力器(动画版)
小伙伴们,“力”在我们生活中无处不在。看,这有块石头。它受到重力的作用,同时又受到地面对它的支持力,两个力相等,所以静静的躺在地面上。那么它受到的力,是多少呢?
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这就要用到弹簧测力器了,将石头用细绳绑好,放到测力器钩子上,提起测力器,等测力器稳定后,就可以读数了。
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小伙伴们,你们有没有想过,为什么测力器能够测出物体受力的大小呢?它的秘密是什么呢?
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小伙伴们,让我们来认识一下什么叫弹力。
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那就要说到“弹力”了。 物体受到力的作用时,都会发生形变。
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比如橡皮泥和橡皮筋。橡皮泥这种形变后不能自动恢复原来形状的形变,称为塑型形变,而像橡皮筋这种形变后能自动恢复原先的形状,称为弹性形变。发生了弹性形变的物体,由于要恢复原来的形状,对跟它接触的物体会产生力的作用。这种力就是“弹力”了。
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弹力弹力,既然说到力,就一定离不开力的三要素了。那么弹力的三要素又有什么特点呢?
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我们用手戳气球时。是不是有被阻碍的感觉呢?这就是因为”弹力的方向总是与引起弹性形变的外力方向是相反的”。而“弹力的作用点也总是在相互作用两个物体的接触面上”。
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而随着你戳气球的力量加大,气球的弹性形变就越大,相应的阻碍也就越强。也就可以说明,同一种材料发生的弹性形变越大,所产生的弹力也就越大。
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但是你戳的力气再大一点,气球就会……。所以说,再使物体发生形变的时候,还要注意物体发生弹性形变的限度哦。
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我们说回弹簧测力器。人们发现,“在弹性范围限度内,作用再弹簧上的拉力越大,弹簧就伸的越长”。
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而英国科学家胡克通过实验经一步发现,“再弹性限度内,弹簧伸长量与弹簧受到的拉力成正比”。而这个发现就直接导致了弹簧测力器的诞生。我们可以直接根据弹簧的长度来测算力的大小。真是太方便了。
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正确用法:一,使用前“三看清”。
1)要看清指针是否在零刻度线上。如果不在,就要把指针调到零刻度线上。
2)看清弹簧测力器的量程。否则……。
3)要看清分度值,就是认清测力器每一小格表示多少牛。使用前还要拉动几下挂钩,检查是否有东西卡住弹簧。好了万事具备,准备测量吧。
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测量时,我们要使测力计,力的作用线,与弹簧伸缩方向在同一直线。避免弹簧与外壳摩擦引起误差。等到指针稳定后,就可以开始读数啦。读数时,也要注意,视线一定要与刻度板垂直。否则也会产生误差。
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迫不及待了吧,下面我们就动手组装一个弹簧测力器吧。
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生活中常见的应用:胡克定律是由英国力学家胡克(Robert Hooke, 1635-1703) 于1678年发现的,胡克提出该定律的过程颇有趣味,他于1676年发表了一句拉丁语字谜,谜面是:ceiiinosssttuv。两年后他公布了谜底是:ut tensio sic vis,意思是“力如伸长(力与伸长量成正比)”,这正是胡克定律的中心内容。
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胡克定律:实际上早于他1500年前,东汉的经学家和教育家郑玄(公元127-200)为《周礼·冬官考工记·弓人》一文中的“量其力,有三钧”一句作注解时,在《周礼注疏·卷四十二》中写到:“假令弓力胜三石,引之中三尺,驰其弦,以绳缓擐之,每加物一石,则张一尺。” [1] ,正确地提示了力与形变成正比的关系,而郑玄的发现要比胡克要早一千五百年。
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