演示测力计零点调节注意的一点

周德玉

弹簧测力计是中学物理实验中使用频率最高仪器之一。在弹簧测力计中演示测力计多为平板测力计(平板测力计见右图)。本来弹簧测力计调零点时只能将弹簧测力计竖直提着,让测力计轴线沿铅垂线方向,然后调节拉杆的指针,使指针指到刻度牌上的零刻度线上。但是由于平板测力计的弹簧爪是裸露的,很多物理实验教师不去调节拉杆上的指针使指针指到刻度牌上的零刻度牌上,而是去调节弹簧爪(即改变弹簧原长的方法),导致挂上标准砝码指针指不到刻度牌上应到的刻度线上,且砝码质量越大,偏离越大。产生此现象的原因是测力计的计量性能是随弹簧原长改变而改变的。为了说明这一点,我特用右图来说明。我假设弹簧原长为4厘米,用2牛的力沿弹簧测力计轴线方向拉拉杆,弹簧伸长8厘米,则总长为12厘米,若弹簧匝数为20,那么匝间间距(两匝间对应点间距离)为6毫米。现在我把弹簧爪调至弹簧的中点,此时弹簧的原长变为2厘米,匝数变为10匝。现仍用2牛的力拉拉杆,则匝间间距应仍为6厘米,此时弹簧的总长应为6厘米,伸长为4厘米,所以此时的示数约为1牛。

最后希望各位中学物理教师在使用测力计调零点时切不要用改变弹簧原长的方法调零。反之,若弹簧测力计的使用方法正确,指针也能指到刻度盘的零刻度线上,但挂上标准砝码,指针指不到刻度盘上应到的刻度线上,则我们可用改变弹簧原长的方法调零试试。