演示力的微小形变

实验目的

观察桌面、玻璃瓶的微小形变,认识弹力由形变产生。

实验原理

桌面受压发生微小形变,使放在桌面上的两块平面镜的夹角发生微小变化,经两次反射,墙上光点移动的距离被明显放大。玻璃瓶受挤压,容积略微变小,瓶中的水沿细管上升。这两个现象都说明坚硬物体受力也会发生形变。

实验器材

• 桌子
• 平面镜两块
• 激光笔
• 远处的墙或光屏
• 玻璃瓶
• 带细玻璃管的橡皮塞
• 红色的水

实验步骤

1. 将两块平面镜放在桌面两侧,调好位置让激光经两次反射后射到墙上。
2. 用力按压两镜之间的桌面,观察墙上光点的位置变化。
3. 松手后,再次观察光点的位置。
4. 在玻璃瓶中装满红色的水,插入带细管的橡皮塞,记下细管中液面高度。
5. 用手挤压玻璃瓶,观察细管中液面的变化,松手后再观察。

实验现象与结论

用力按压桌面时,墙上光点明显移动,松手后回到原位。挤压玻璃瓶时,细管中液面上升,松手后下降。结论:坚硬的物体受力时也会发生微小形变,撤去力后恢复原状,弹力正是由这种形变产生的。

注意事项

• 激光笔不要对准人的眼睛。
• 挤压玻璃瓶时用力要适度,防止破裂。

常见问题

为什么要用光点来显示桌面形变?

桌面形变极小,肉眼看不到。光杠杆使光点移动距离远大于形变量,从而被放大显示。

这个实验说明了什么?

说明一切物体受力都会发生形变,即使很坚硬的物体也是如此,弹力是形变产生的。