Question

2．小帆在練習使用彈簧測力計（以下簡稱測力計）測物體重力時，她先將測力計豎直放置，反復幾次輕拉掛鉤后，測力計的指針位置如圖所示．
（1）此測力計的量程是0～5N．若此時她用一個3N重的物體懸掛于掛鉤上，靜止后，測力計的示數為3.4 若此時她向下用一個2N的力拉彈簧，另一只手向上用一個2N的力拉彈簧，彈簧測力計的示數為2.4N
（2）老師強調：“只有當物體靜止或勻速直線運動時才能讀數．”其中運用的原理是：因物體懸掛時，受到彈簧拉力和重力作用，只有當物體靜止或勻速直線運動時，彈簧的拉力與物體的重力才是一對平衡力．
（3）小帆使測力計和物體加速上升的過程中，測力計的示數大于物體的實際重力．
（4）物體在空氣中測得重力為18N，完全浸沒在水中時彈簧測力計示數為12N，物體的密度為3×10³kg/m³．．

Answer 1

分析 （1）由圖示簧測力計確定它能測的最大力，然后確定其測量范圍；使用彈簧測力計之前要對測力計指針進行調零．使用時，當指針沒有指到零刻度線上，而指在0.4N（相當于零刻度線）時，那么，測力計的讀數為拉力加上0.4N；
（2）物體靜止或做勻速直線運動時，物體處于平衡狀態，受平衡力作用．
（3）物體加速運動，處于非平衡狀態，受非平衡力作用．
（4）知道金屬塊在空氣中和浸沒在水中時彈簧測力計的示數，利用稱重法求出受到的浮力；
金屬塊浸沒時排開水的體積和本身的體積相等，根據阿基米德原理求出金屬塊的體積，再根據密度公式求出金屬塊的密度．

解答 解：（1）由圖所示可知，彈簧測力計的測量范圍是0～5N；由圖示可知，彈簧測力計指針沒有指在零刻度處，在0.4N處，用該彈簧測力計測3N重的物體時，彈簧測力計示數為3N+0.4N=3.4N；
不受力時指針指在0.4N位置上，則0.4N這條刻度線相當于測力計的零刻線，因此測量結果應是拉力加0.4N，即F=2N+0.4NN=2.4N．
（2）只有當物體靜止或勻速直線運動時，物體處于平衡狀態，彈簧測力計的示數等于物體的重力．
（3）測力計和物體加速上升的過程，物體處于非平衡狀態，受力不平衡，所受合力向上，彈簧測力計示數大于物體的重力．
（4）物體受到的浮力：
F_浮=G-F′=18N-12N=6N；
物體完全浸沒，根據F_浮=ρgV_排可得，物體的體積：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{6N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=6×10^-4m³；
物體的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{G}{Vg}$=$\frac{18N}{6×1{0}^{-4}{m}^{3}×10N/kg}$=3×10³kg/m³．
故答案為：（1）5；大于；3.4；2.4；（2）因物體懸掛時，受到彈簧拉力和重力作用，只有當物體靜止或勻速直線運動時，彈簧的拉力與物體的重力才是一對平衡力．（3）大于；（4）3×10³kg/m³．

點評 要掌握彈簧測力計的使用及讀數方法、測量密度的方法、知道物體在平衡狀態下受平衡力作用是正確解題的關鍵．