显示物体的微小形变 2

任何物体在力的作用下都会产生一定的形变。以下各实验是通过各种不同的方法将物体的微小形变加以放大来显示力的作用效果的。

方法一

目的 显示桌面受力时的微小形变。

器材 平行光源(2501)，小平面镜 2 面，铁架 2 只，铁夹 2 只等。

操作

(1)将中心开孔的黑纸片放在平行光源的透镜前面，使平行光线从纸孔射出。(2)调整两平面镜的位置和方向（两平面镜的距离尽可能远一些），使上述光

线经过两平面镜反射后，在屏幕或墙上得到一个明亮的光斑。

(3)在两平面镜中间向桌面施加向下的压力，可以明显地见到光斑向下移动； 撤去压力光斑又移回原处。说明桌面受力时发生了肉眼无法觉察到的微小形变。

说明

1. 放两块平面镜是为了增加光斑移动的距离。

2. 如果将氦氖激光器放在桌面上，使它的光直接射向较远的屏幕或墙面上，

   向桌面施加压力时光点也会移动，同样能说明桌面发生了微小形变。

方法二

目的 显示木板受力时的微小形变。

器材 自制微小形变显示器。微小形变显示器的制作方法

木架由两块侧板（厚约 10mm）和一块底板（厚约 5mm）构成。左侧板上开一小槽，使金属棒能嵌入其中。将一根金属丝弯成直角形，一头做成箭头状作为指针。在右侧板前沿画一条竖线为基线。

操作

1. 将金属棒一端嵌在左侧木板小槽中，另一端自由地搁在右侧板上的金属丝

（指针）上，使指针与基线重合（图a）。

1. 将微小形变显示器搁在两个支撑物上，用重物或手压底板，可看到指针偏转（图b），说明底板受力时发生了形变。

注意

(1)金属棒要重些，指针要轻些，这样可以防止针在偏转中跟棒打滑。(2)指针直径要细些。因为在形变一定时，直径越小，偏转角越大。

方法三

目的 显示玻璃瓶受力时的微小形变。

器材 椭圆形大号墨水瓶，带孔橡皮塞，细玻璃管等。

操作

1. 将大号墨水瓶装满红色水，并塞上带玻璃管的橡皮塞（图a）。

2. 用手沿墨水瓶横截面的短轴方向捏墨水瓶（图

   b），瓶的容积变小，玻璃管中的液面升高，说明玻璃瓶发生了形变。

3. 用手沿墨水瓶横截面的长轴方向捏墨水瓶，瓶的容积变大，玻璃管中的液面降低说明玻璃瓶发生了形变。

注意

(1)瓶中必须装满水，不能留有气体，否则玻璃管中液面高低变化不明显。(2)玻璃管的内径越小，管中液面高低变化越明显（可利用温度计的玻璃管）。说明 两次从不同的方向捏玻璃瓶，玻璃管中的液面发生了不同的变化，说

明操作(2)中液面的上升确实是由于玻璃瓶体积变化而产生的，而不是由于手传给水的热量使水发生热膨胀而导致的。