一种杠杆原理实验装置的制作方法

1.本实用新型涉及初中物理教学教具技术领域，具体涉及一种杠杆原理实验装置。


背景技术：

2.杠杆原理实验是教学中经常被用到的一种演示方法，操作者通过操作实验台上的杠杆以达到了解杠杆原理的目的，目前大多数杠杆实验台为一种普通的操作台，功能较为单一。现有的教学教具对杠杆原理的演示较为简易，进能够演示支点两侧受同向力作用时的情况，对两个方向不同的力在支点的同一侧的情况无法演示，并且不能演示复杂情况下，多力平衡下的杠杆原理，不能启发学生深度思考。


技术实现要素：

3.一、要解决的技术问题
4.本实用新型的目的在于提供一种杠杆原理实验装置，能够调整支点、通过多力平衡的方式多样化演示杠杆原理，方便启发学生深度思考物理现象背后的原理。
5.二、技术方案
6.本实用新型的通过如下技术方案实现：本实用新型提出了一种杠杆原理实验装置，包括底座，所述底座上设置有竖直支杆，所述竖直支杆中部前侧固定连接有支点定位杆，所述竖直支杆前侧设置有力臂调节杆，所述力臂调节杆中部及左右两端均开设有支点插孔，所述支点定位杆端部插设于支点插孔内，所述竖直支杆上端固定连接有限位挡板，所述竖直支杆上方设置有支架杆，所述支架杆中部及左右两端均开设有竖直通孔，所述竖直支杆的上端穿过竖直通孔并通过限位挡板限制支架杆的竖直高度；所述力臂调节杆中点左右两侧均滑动连接有力臂套管，所述支架杆中点左右两侧均滑动连接有滑动套管、左右两端下方固定连接有第一定滑轮，所述滑动套管下方固定连接有第二定滑轮，所述力臂套管上下两侧均通过连接绳连接有配重托盘，所述配重托盘内放置有配重块，所述力臂套管上方的连接绳绕过第二定滑轮和第一定滑轮悬挂于支架杆两端的下方。
7.进一步而言，所述力臂调节杆中点两侧对称设置有第一力臂标尺，所述力臂调节杆从其一端的支点插孔起始设置有第二力臂标尺。
8.进一步而言，所述力臂套管为两端开口的筒状部件，其侧壁中部绕周向开设有一段用以观察刻度的弧形槽。
9.进一步而言，所述力臂套管及连接绳之间通过安装头可拆卸连接。
10.三、有益效果
11.本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：
12.本实用新型提到的一种杠杆原理实验装置，支点定位杆能够插入到不同的支点插孔中，以演示不同支点的情形；通过力臂套管上下两侧链接的配重托盘，方便演示受力方向不同时以及多力平衡时的情形；故，本实用新型通过调整支点、多力平衡的方式多样化演示杠杆原理，启发学生深度思考。
附图说明
13.图1是本实用新型第一种工作状态的主视图；
14.图2是本实用新型第二种工作状态的主视图；
15.图3是图1中a部分的局部放大图；
16.图4是力臂套管的立体结构示意图。
[0017]1‑
底座；2
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竖直支杆；3
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支点定位杆；4
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力臂调节杆；5
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支点插孔；6
‑
限位挡板；7
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支架杆；8
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竖直通孔；9
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力臂套管；10
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连接绳；11
‑
配重托盘；12
‑ꢀ
配重块；13
‑
滑动套管；14
‑
第一定滑轮；15
‑
第二定滑轮；16
‑
第一力臂标尺； 17
‑
第二力臂标尺；18
‑
弧形槽；19
‑
安装头。
具体实施方式
[0018]
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。
[0019]
请参阅图1
‑
2，本实用新型提到的一种杠杆原理实验装置，验装置，包括底座1，所述底座1上设置有竖直支杆2，所述竖直支杆2中部前侧固定连接有支点定位杆3，所述竖直支杆2前侧设置有力臂调节杆4，所述力臂调节杆4中部及左右两端均开设有支点插孔5，所述支点定位杆3端部插设于支点插孔5内，所述竖直支杆2上端固定连接有限位挡板6，所述竖直支杆2上方设置有支架杆 7，所述支架杆7中部及左右两端均开设有竖直通孔8，所述竖直支杆2的上端穿过竖直通孔8并通过限位挡板6限制支架杆7的竖直高度；所述力臂调节杆4 中点左右两侧均滑动连接有力臂套管9，所述支架杆7中点左右两侧均滑动连接有滑动套管13、左右两端下方固定连接有第一定滑轮14，所述滑动套管13下方固定连接有第二定滑轮15，所述力臂套管9上下两侧均通过连接绳10连接有配重托盘11，所述配重托盘11内放置有配重块12，所述力臂套管9上方的连接绳10绕过第二定滑轮15和第一定滑轮14悬挂于支架杆7两端的下方。
[0020]
以上所述构成本实用新型的基本结构。
[0021]
下面结合具体的实施例对本实用新型作进一步描述：
[0022]
本实施例中，请参阅图3，所述力臂调节杆4中点两侧对称设置有第一力臂标尺16，所述力臂调节杆4从其一端的支点插孔5起始设置有第二力臂标尺17。所述第一力臂标尺16用以读取当支点位于力臂调节杆4中点时，支点两侧的拉力的力臂；所述第二力臂标尺7用以读取当支点位于力臂调节杆4一端时，支点单侧所受拉力的力臂长度。
[0023]
本实施例中，请参阅图3和图4，所述力臂套管9为两端开口的筒状部件，其侧壁中部绕周向开设有一段用以观察刻度的弧形槽18。使用时，从弧形槽18 向内观察刻度标尺，从而能够读取出精准的读数，方便使用。
[0024]
本实施例中，请参阅图3，所述力臂套管9及连接绳10之间通过安装头19 可拆卸连接。其中，所述安装头19可以是环形扣或者卡扣，用以固定连接绳10 的位置，使连接绳10与力臂套管9充分连接。
[0025]
工作原理：
[0026]
本实用新型能够调节支点的位置、调节受力的数量和力臂的长度，从而模拟多种情况下，多样化的平衡状态，从而辅助学生记忆学习。
[0027]
工作状态一：请参阅图1，(1)将支点定位杆3插入到力臂调节杆4中间的支点插孔5中，此时支点定位杆3处为支点的位置，竖直支杆2插入到支架杆7 中间的竖直通孔8中；(2)滑动力臂套管9改变力臂长短，在其下方的配重托盘11中加入合适数量的配重块12使其两侧保持平衡；或者移动滑动套管13使其位于力臂套管9的正上方，在力臂套管9上方连接的配重托盘11中加入合适数量的配重块12使其两侧保持平衡：(3)记录力臂长短和拉力大小，进行研究，在操作中，可以通过改变不同拉力的方向，启发学生思考拉力的方向对杠杆平衡的影响，在实际操作中，还可以移动滑动套管13使其不位于力臂套管9 的正上方并锁定滑动套管13的位置，使得连接绳10与力臂套管9之间形成一定的角度，从而研究拉力方向不与力臂垂直时整个系统的状态。
[0028]
工作状态二：请参阅图2，(1)将支点定位杆3插入到力臂调节杆4左侧的支点插孔5中，此时支点定位杆3处为支点的位置，竖直支杆2插入到支架杆7 左侧的竖直通孔8中；(2)两个力臂套管9分别在上侧和下侧连接配重托盘11，另一侧拆卸下连接绳10，滑动力臂套管9，改变力臂长短，然后在配重托盘11 中加入相应重量的配重块12，使得系统保持平衡；或者在力臂套管9的上下两侧均连接上连接绳10，然后移动滑动套管13使其与力臂套管9不位于同一竖直线上，连接绳10与力臂套管9之间形成一定的角度，力臂套管9受到斜向的拉力，从而研究多力状态下，系统的平衡原理；(3)记录力臂长短和拉力大小，进行研究，在实际操作中，力臂调节杆4具有一定的重量，平衡状态时需要考虑到力臂调节杆4的重力大小和重力的力臂长度，此两项为确定项，进行研究时，需要学生对数据偏差进行思考，启发学生自主研究。