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弹力与弹簧测力计参考资料1弹性形变和弹力物体在力作用下发生形状和体积的改变叫做形变。任何物体受到任意小的力都要发生形变,不发生形变的物体是不存在的。在力的作用下发生形变的物体,其除去力后能够恢复原状的性质,叫做弹性。在外力停止作用后能恢复原状的形变叫做弹性形变。物体发生弹性形变是有条件的。对于同一物体,受到的作用力越大,形变也越大。但如果作用力超过一定限度,即使撤去外力,物体也不能恢复原状。这个限度,叫做弹性限度。当物体发生形变时,它就对使它发生形变的物体产生力的作用,这种力叫做弹力。弹力产生在直接接触并发生形变的物体之间,弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反。图5-11放在水平桌面上的书,由于它受地球引力(受重力作用)而压在桌面上,使桌面和书同时发生微小形变。桌面由于发生形变而对书产生向上的弹力,这就是桌面对书的支持力。同时,书也由于发生微小的形变而对桌面产生向下的弹力,这就是书对桌面的压力。挂在电线下面的电灯,由于它有重量而拉紧电线,使电灯和电线都发生微小的形变。电线由于发生形变而对电灯产生向上的弹力,这就是电线对电灯的拉力。同时,电灯也由于发生微小的形变而对电线产生向下的弹力,这就是电灯对电线的拉力。发生形变的物体,它的一部分对另一部分也产生弹力。例如,一根拉紧的绳子,它的一部分对相邻的另一部分就产生弹力。绳子内部的这种弹力叫做张力。当绳子的质量很小,可以略去不计时,绳子上各点的张力都相等,并且等于拉紧绳子的力或绳子拉物体的力。支持力、压力、拉力、张力等,是从力产生的效果而加以区分的,从实质上说,它们都是由于物体发生形变而产生的,所以都是弹力。2胡克定律物体被外力拉伸(或压缩)时,形变与外力的关系可以用胡克定律来说明。如果物体原来的长度为L,拉伸后的长度为L,我们把物体伸长的长度与原来的长度之比,即叫做物体的相对伸长。对金属丝进行的拉伸实验表明,在弹性限度内,物体的相对伸长是与物体单位横截面积上所受的作用力成正比的。如果用S表示物体的横截面积,用F表示物体所受到的作用力,那么胡克定律可以用公式表示如下:式中的比例常数E叫做弹性模量,也称杨氏模量,是一个只跟材料性质有关的常数。3测力计测力计有各种不同的形式,但它们的主要组成部分都是弹簧或弹性钢片。当外力使弹簧或弹性钢片发生形变时,通过传动机械带动指针转动,在刻度盘上就指示出外力的数值。图5-11为一种用弹性钢片制成的测力计的构造示意图。当外力将弯曲的弹性钢片A拉伸时,通过杆B带动齿轮C转动,C又带动与它啮合的齿轮D转动,从而带动指针转动,在刻度盘上指示出力的大小。课本图5-16的握力计和拉力计,其基本构造和图5-11所示的弹性钢片测力计类似,只不过握力计是压缩钢片时带动指针转动而已。2
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