一種有記憶功能的彈簧測(cè)力計(jì)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

陳毓華

摘 要：本文利用兒童磁寫板對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)了一把帶有記憶功能的彈簧測(cè)力計(jì)，利用這把彈簧測(cè)力計(jì)可以更好地完成中學(xué)物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：磁寫板；彈簧測(cè)力計(jì)；超重與失重

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2018）7-0053-2

彈簧測(cè)力計(jì)（也叫彈簧秤）是一種簡(jiǎn)單有效的測(cè)力工具，它利用彈簧伸長(zhǎng)量與彈力成正比這一規(guī)律設(shè)計(jì)而成，是中學(xué)階段一個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)儀器。初中階段就要求學(xué)生能用它來測(cè)量力的大小，高中階段不僅要會(huì)利用彈簧秤來做實(shí)驗(yàn)，還要求學(xué)生探究其規(guī)律，理解其原理。但是，普通的彈簧測(cè)力計(jì)當(dāng)外力撤掉以后，彈簧恢復(fù)原狀，就不知道原來的讀數(shù)了，這給教學(xué)帶來一些麻煩。為此，筆者對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行一個(gè)小小的改進(jìn)，使之成為一把帶有記憶功能的彈簧測(cè)力計(jì)，方便教學(xué)使用。

1 彈簧測(cè)力計(jì)的改進(jìn)

如圖1所示，找一塊兒童磁寫板，根據(jù)彈簧測(cè)力計(jì)的大小，剪下一塊放在彈簧測(cè)力計(jì)的后面當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的底板，取下磁寫筆的筆頭（其實(shí)就是一塊圓柱形小磁鐵），利用熱熔膠槍固定在指針上。這樣，當(dāng)指針移動(dòng)時(shí)，就可以在磁寫板上留下痕跡，記錄讀數(shù)。如果要重新測(cè)量，就用擦寫器（也是一塊磁鐵）從背面擦掉痕跡，使用很方便。

經(jīng)過這樣的改進(jìn)，普通的彈簧測(cè)力計(jì)就具有了“記憶”功能，關(guān)鍵是其原理簡(jiǎn)單易懂，學(xué)生容易理解和接受，同時(shí)又很有趣，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2 有記憶功能的彈簧測(cè)力計(jì)的應(yīng)用

利用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量摩擦力這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在做的過程中不好操作，其中原因之一就是學(xué)生一方面要控制彈簧測(cè)力計(jì)水平勻速地拉動(dòng)木塊，同時(shí)又要讀數(shù)。這是個(gè)技術(shù)活，學(xué)生往往做不好。但使用這個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)就簡(jiǎn)單了，學(xué)生只要把精力放在勻速拉動(dòng)木塊這件事情上，拉力大小可以做完再來讀，這樣更容易操作。

使用改進(jìn)后的有記憶功能的彈簧測(cè)力計(jì)可以定性地演示超重與失重現(xiàn)象。用手提著彈簧測(cè)力計(jì)，勾住一個(gè)100 g的鉤碼，這時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)指針向下移動(dòng)，在磁寫板上留下一條痕跡，用擦寫磁鐵從磁寫板的后面把痕跡擦除。向上加速提起彈簧秤，當(dāng)彈簧秤靜止時(shí)，在磁寫板上留下了一條痕跡（如圖2所示），痕跡的下端讀數(shù)為1.6，超過1；上端讀數(shù)為0.6，小于1。這是因?yàn)橄蛏咸崂^程，鉤碼先向上加速，發(fā)生了超重現(xiàn)象，再向上減速，發(fā)生了失重現(xiàn)象。同樣的道理，如果讓物體向下加速運(yùn)動(dòng)，可以觀察到失重現(xiàn)象，并測(cè)出其“失去”的重量。如果使用普通彈簧測(cè)力計(jì)，其讀數(shù)是沒辦法讀出來的。

（欄目編輯 王柏廬）