一道高中物理选择题

答案是C，同学你选D，说明你还没理解弹簧的特性，比如我用两只手去拉一个弹簧拉力器，每只手的力量都是100N，按照同学你的理解是否拉力器该显示200N呢？应该是100N，同样，此题中的弹簧两端都是受到C选项上面大小的力量压迫啊，再由胡克定律F=kx，就可得到C选项了。

你的问题在于：不明白弹簧测力计的工作原理；或者说不明白“弹簧测力计的示数”的真正含义。

　　我们进行某个物理量测量时，除了凭感官来粗略测量外，更精确的测量方法是利用工具。利用工具进行测量的基本原理是：建立未知量与已知量的相等关系。比如，托盘天平是用已知质量的砝码，根据杠杆“重力力矩”的平衡条件来获知物体的质量的；尺子是利用可以计算长度的刻度，根据“两线段（一个是尺子，一个是待测物体）起止位置的对齐时长度相等”来测量长度的。

　对于力的测量，是根据力的平衡条件，或作用力与反作用的相等关系来实现的。最简单的测力工具是弹簧秤（本题中的测力计带有表盘，结构要复杂一些，但本质相同）。弹簧秤是利用“可知”的弹簧弹力（通过示数），来测量与之相等的拉力的。

　　对于一个未知拉力 X，要获知它的大小：

（1）必须利用另外一个力 —— X 的反作用力或平衡力；

（2）这个力必须是已知大小的，否则我们就需要第三个、第四个，总之要有一个可知的力；

（3）在弹簧称中，弹簧伸长时产生的弹力可以通过相应的示数获知；

（4）要想让弹簧伸长，必须对弹簧施力；但只施加一个力，只会让弹簧移动，而不会伸长；所以必须同时对弹簧两端施力：一个当然是 X，另一个我们记作 Y；

（5）当弹簧伸长并处于平衡状态时：同时施加于弹簧两端的两个力（X 和 Y）满足平衡条件；弹簧本身也通过“伸长”对这两个外力的施力物体产生了相应的反作用力：X′、Y′，并且弹簧的伸长也产生了相应的示数；——而这，才是我们所需要的、“可知的”、弹簧的弹力；此时，这四个力是大小相等的。由于X′、Y′ 可以从弹簧秤示数上读出，所以X、Y也就知道了。

说明1：直接将 X 单独作用到弹簧（称）上，令弹簧（称）移动，也能产生与 X 大小相等的弹力 X″，它也是 X 的反作用力。但是，此时的 X″ 是未知的——它不是弹簧伸长所产生的弹力，而是弹簧微观上的形变所产生的弹力。此时，弹簧秤的示数不会变化。

说明2：弹簧秤显示示数，是因为弹簧伸长；弹簧伸长是因为有两个外力（X、Y）分别作用于弹簧两端。弹簧秤的这个工作原理，决定了弹簧秤在使用时必须有两个外力同时拉弹簧两端。

说明3：还有一个关键问题：弹簧秤的示数，显示的是力 X′ 和 Y′ 的大小，但是弹簧秤上的示数是怎样标记的呢？这步工作是在弹簧秤制作时完成的。将用弹簧秤测拉力的过程反过来：

　　用一个已知大小的固定外力（比如已知质量的砝码的重力，记作：X），作用于弹簧秤一端；同时保证另一端有一个足够大且大小可调的外力（比如将其固定在墙上，记作：Y）；当弹簧达到平衡时，弹簧秤的弹力（X′、Y′）就与外力（X、Y）相等了；这时就可以将 X 的大小标记到弹簧秤上弹簧所伸长到的位置了；使用不同的已知外力 X，就可以得到不同的弹力 X′，也就得到不同位置的刻度了。（用位置来标记不同的弹力，是基于以下原理的：弹簧的弹力是其自身长度的函数——胡克定律）

　　当然，你也可以将 X + Y（即 2·X）的值标记到相应的位置，那么结果就会像你所认为的那样：弹簧秤测出的力的大小，是其两端外力的和，也就是其任意一端外力的 2 倍。——不过，据我所知，还没有用这种方式标记刻度的弹簧秤。

　　所以说，弹簧秤（包括任何测力工具）在制作出厂时就已经确定了：用它（们）进行测力时，所产生的示数，就等于作用于挂钩上的拉力，当然也等于另一端的那个拉力。