CN108877419A - 一种便携式物理实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式物理实验装置，包括底座，所述底座的顶面上连接有定位装置，所述定位装置的两侧分别连接有定位块，所述定位块相对的侧面上分别连接有弹簧测力计，所述弹簧测力计包括与定位块相连接的上挂钩，所述上挂钩远离定位块的一端连接有芯柱，所述芯柱的外部套设有套筒，所述套筒的内壁与芯柱的侧壁之间设置有弹簧，所述弹簧的一端与芯柱位于套筒外部一端的侧壁连接，弹簧的另一端与套筒的内部底面相连接，所述套筒的外部底面上连接有下挂钩，芯柱的顶部连接有标尺，套筒的侧壁顶端设置有刻度指针。本发明结构合理，使用方便，有利于提高学生探索知识的兴趣，提高了验证实验理论的准确性，便于收纳和携带。

Description

一种便携式物理实验装置

技术领域

本发明涉及教学实验仪器技术领域，尤其涉及一种便携式物理实验装置。

背景技术

力的分解是指几个力共同作用产生的效果可以用一个力来代替，这个力就叫做前述几个力的合力，求一个已知力的分力过程。即如果几个力共同作用在物体上产生的效果与一个力单独作用在物体上产生的效果相同，则把这个力叫做这几个力的合力，即合力与分力是一种等效代替关系。目前，高中物理在力的合成与分解实验中，大都采用一般教具和图表的形式表示，来显示力的平行四边形法则，这种实验教学方式，不能对具体实物所涉及的力进行测量，直观性差，不能使学生准确和较快的理解实验的本质；且现有的实验装置一般体积较大，而课堂教学中需要进行实验演示，或学生亲自操作，实验装置不便携带搬运，影响实验教学的质量。为此，我们提出一种便携式物理实验装置，来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种便携式物理实验装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种便携式物理实验装置，包括底座，所述底座的顶面上连接有对称设置的定位装置，所述定位装置的两侧分别连接有定位块，所述定位块相对的侧面上分别连接有弹簧测力计，所述弹簧测力计包括与定位块相连接的上挂钩，所述上挂钩远离定位块的一端连接有芯柱，所述芯柱的外部套设有套筒，所述套筒的内壁与芯柱的侧壁之间设置有弹簧，所述弹簧的一端与芯柱位于套筒外部一端的侧壁连接，弹簧的另一端与套筒的内部底面相连接，所述套筒的外部底面上连接有下挂钩，芯柱的顶部连接有标尺，所述标尺位于套筒的外侧且与套筒的长度方向平行设置，套筒的侧壁顶端设置有与标尺相匹配的刻度指针，所述底座的上方在定位装置的中间设置有吊盘，所述吊盘的圆周面上设有环形的“T”型槽，“T”型槽内嵌装有多个滑块，吊盘和滑块均采用轻质材料制成，所述滑块的其中两个分别与下挂钩相连接，位于吊盘底端的滑块的底部挂接有砝码，吊盘的端面上设有分度盘，滑块的侧面上固定有与刻度盘相匹配的分度指针。

优选的，所述定位装置包括连接在底座顶面两侧的支柱，所述支柱的顶部连接有横梁，所述横梁的内部转动连接有对称设置的两个连接头，所述连接头的顶部连接有旋钮，连接头底部连接有螺杆，所述螺杆的底端转动连接在底座上，螺杆与支柱之间设置有导柱，所述定位块与螺杆通过螺纹连接并套设在导柱的外部。

优选的，所述支柱的底部设有榫头，榫头嵌入底座内，底座的两侧面上连接有螺栓，榫头与底座通过螺栓连接。

优选的，所述横梁的底面两侧分别设有榫头，榫头嵌入支柱的顶部内，支柱的侧面上连接有螺栓，榫头与支柱通过螺栓连接。

优选的，所述螺杆的底部设置有光轴，光轴转动连接在底座内，光轴的底端设有螺纹并连接有螺母。

优选的，所述导柱的底端设有螺纹段，且导柱与底座通过螺纹连接。

优选的，所述连接头的顶部设有外花键并与旋钮的底部通过花键连接，连接头的底部设有内花键并与螺杆的顶部通过花键连接。

优选的，所述定位装置包括连接在底座顶面两侧并对称设置的定位柱和导向柱，所述定位柱位于导向柱的外侧且与导向柱平行设置，所述定位块分别套设在定位柱和导向柱的外部，且定位块与定位柱的连接处设置有锁紧螺钉。

优选的，所述定位柱和导向柱的顶部均为四分之一圆弧段，两个定位柱的顶部通过螺栓连接，两个导向柱的顶部通过螺栓连接。

优选的，所述定位柱和导向柱的底部均设置有光轴，光轴转动连接在底座内，光轴的底端设有螺纹并连接有螺母。

本发明中，采用位置可调整的定位块，可实现弹簧测力计任意位置的设定，从而实现实验参数的随机设置，通过弹簧测力计上的标尺可直接读出弹簧的拉伸长度，通过吊盘上的分度盘，可直接读取多个拉力之间的夹角，从而便于学生直观地感受分力变化对物体平衡位置的影响，便于通过多组随机的试验参数验证理论的正确性，增加了学生实验的趣味性；同时实验装置采用可拆卸的结构，可增强学生组装设备的动手能力，激发学生学习的兴趣；本发明结构合理，使用方便，有利于提高学生探索知识的兴趣，提高了验证实验理论的准确性，便于收纳和携带。

附图说明

图1为本发明提出的一种便携式物理实验装置的实施例一的结构示意图；

图2为本发明提出的一种便携式物理实验装置的实施例二的结构示意图；

图3为本发明提出的一种便携式物理实验装置的弹簧测力计的结构示意图；

图4为本发明提出的一种便携式物理实验装置的吊盘的结构示意图。

图中：1底座、2定位块、3芯柱、4套筒、5弹簧、6上挂钩、7下挂钩、8吊盘、9滑块、10砝码、11标尺、12刻度指针、13分度指针、14支柱、15横梁、16连接头、17旋钮、18螺杆、19导柱、20定位柱、21导向柱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一：参照图1-4，一种便携式物理实验装置，包括底座1，底座1的顶面上连接有对称设置的定位装置，定位装置包括连接在底座1顶面两侧的支柱14，支柱14的底部设有榫头，榫头嵌入底座1内，底座1的两侧面上连接有螺栓，榫头与底座1通过螺栓连接，支柱14的顶部连接有横梁15，横梁15的底面两侧分别设有榫头，榫头嵌入支柱14的顶部内，支柱14的侧面上连接有螺栓，榫头与支柱14通过螺栓连接，横梁15的内部转动连接有对称设置的两个连接头16，连接头16的顶部连接有旋钮17，连接头16的顶部设有外花键并与旋钮17的底部通过花键连接，连接头底部连接有螺杆18，连接头的底部设有内花键并与螺杆18的顶部通过花键连接，螺杆18的底端转动连接在底座1上，螺杆18的底部设置有光轴，光轴转动连接在底座1内，光轴的底端设有螺纹并连接有螺母，螺杆18与支柱14之间设置有导柱19，导柱19的底端设有螺纹段，且导柱19与底座1通过螺纹连接，定位装置的两侧分别连接有定位块2，定位块2与螺杆18通过螺纹连接并套设在导柱19的外部，定位块2相对的侧面上分别连接有弹簧测力计，弹簧测力计包括与定位块2相连接的上挂钩6，上挂钩6远离定位块2的一端连接有芯柱3，芯柱3的外部套设有套筒4，套筒4的内壁与芯柱3的侧壁之间设置有弹簧5，弹簧5的一端与芯柱3位于套筒4外部一端的侧壁连接，弹簧5的另一端与套筒4的内部底面相连接，套筒4的外部底面上连接有下挂钩7，芯柱3的顶部连接有标尺11，标尺11位于套筒4的外侧且与套筒4的长度方向平行设置，套筒4的侧壁顶端设置有与标尺11相匹配的刻度指针12，底座1的上方在定位装置的中间设置有吊盘8，吊盘8的圆周面上设有环形的“T”型槽，“T”型槽内嵌装有多个滑块9，吊盘8和滑块9均采用轻质材料制成，滑块9的其中两个分别与下挂钩7相连接，位于吊盘8底端的滑块9的底部挂接有砝码10，吊盘8的端面上设有分度盘，滑块9的侧面上固定有与刻度盘相匹配的分度指针13。

工作原理：本发明在使用时，将支柱14底部的榫头插入底座1中，并通过底座1两侧的螺栓将榫头与底座1连接牢固，将导柱19底部的螺纹段旋入底座1中，完成导柱19 的安装，将定位块2通过螺纹套接在螺杆18上，再套在导柱19的外部，将螺杆18底部的光杆插入底座1中，并使光杆底部的螺纹段上套接螺母，将连接头16从横梁15的底部插入，将旋钮17套接在连接头16的顶部，而后将横梁15架设在支柱14的上方，使横梁15底部的榫头插入支柱14的顶部，且连接头16的底部套设在螺杆18的顶部，并通过支柱14侧面的螺栓将横梁15紧固在支柱14上，将弹簧测力计的上挂钩6挂在定位块2侧面的圈孔上，将下挂钩7挂在滑块9上的圈孔上，即完成了整个实验装置的组装；在最底端滑块9的底部挂上标准重量的砝码10，通过读取标尺11上的读数，即可算出相对应弹簧5的拉伸量，进而根据胡克定律算出相对应的拉力大小，通过滑块9侧面上的分度指针13分别读取三个分度指针13之间的夹角，及三个拉力的夹角，则可通过平行四边形法则进行验证；通过旋动旋钮17，可驱动螺杆18转动，从而实现定位块2的上下移动，从而设定不同的试验参数，进行多次验证；试验完成后，按照与安装顺序相反的过程将实验设备拆卸，整理放入实验箱，即可手提实验箱进行携带。

实施例二：一种便携式物理实验装置，包括底座1，底座1的顶面上连接有对称设置的定位装置，定位装置包括连接在底座1顶面两侧并对称设置的定位柱20和导向柱21，定位柱20位于导向柱21的外侧且与导向柱21平行设置，定位柱20和导向柱21的顶部均为四分之一圆弧段，两个定位柱20的顶部通过螺栓连接，两个导向柱21的顶部通过螺栓连接，定位柱20和导向柱21的底部均设置有光轴，光轴转动连接在底座1内，光轴的底端设有螺纹并连接有螺母，定位装置的两侧分别连接有定位块2，定位块2分别套设在定位柱20和导向柱21的外部，且定位块2与定位柱20的连接处设置有锁紧螺钉，定位块2相对的侧面上分别连接有弹簧测力计，弹簧测力计包括与定位块2相连接的上挂钩6，上挂钩6远离定位块2的一端连接有芯柱3，芯柱3的外部套设有套筒4，套筒4的内壁与芯柱3的侧壁之间设置有弹簧5，弹簧5的一端与芯柱3位于套筒4外部一端的侧壁连接，弹簧5的另一端与套筒4的内部底面相连接，套筒4的外部底面上连接有下挂钩7，芯柱3的顶部连接有标尺11，标尺11位于套筒4的外侧且与套筒4的长度方向平行设置，套筒4的侧壁顶端设置有与标尺11相匹配的刻度指针12，底座1的上方在定位装置的中间设置有吊盘8，吊盘8的圆周面上设有环形的“T”型槽，“T”型槽内嵌装有多个滑块9，吊盘8和滑块9均采用轻质材料制成，滑块9的其中两个分别与下挂钩7相连接，位于吊盘8底端的滑块9的底部挂接有砝码10，吊盘8的端面上设有分度盘，滑块9的侧面上固定有与刻度盘相匹配的分度指针13。

工作原理：本发明在使用时，将两个导向柱21的顶部通过螺栓连接，两个定位柱20的顶部通过螺栓连接，将定位块2套在导向柱21和定位柱20的外部，并将导向柱21和定位柱20底部的光轴分别插入底座1内，光轴底端的螺纹段套接上螺母，完成定位柱20和导向柱21的连接固定，将弹簧测力计的上挂钩6挂在定位块2侧面的圈孔上，将下挂钩7挂在滑块9上的圈孔上，即完成了整个实验装置的组装；其实验过程与实施例一中的二实验过程相同，再次不赘述；试验完成后，按照与安装顺序相反的过程将实验设备拆卸，整理放入实验箱，即可手提实验箱进行携带。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种便携式物理实验装置，包括底座（1），其特征在于，所述底座（1）的顶面上连接有对称设置的定位装置，所述定位装置的两侧分别连接有定位块（2），所述定位块（2）相对的侧面上分别连接有弹簧测力计，所述弹簧测力计包括与定位块（2）相连接的上挂钩（6），所述上挂钩（6）远离定位块（2）的一端连接有芯柱（3），所述芯柱（3）的外部套设有套筒（4），所述套筒（4）的内壁与芯柱（3）的侧壁之间设置有弹簧（5），所述弹簧（5）的一端与芯柱（3）位于套筒（4）外部一端的侧壁连接，弹簧（5）的另一端与套筒（4）的内部底面相连接，所述套筒（4）的外部底面上连接有下挂钩（7），芯柱（3）的顶部连接有标尺（11），所述标尺（11）位于套筒（4）的外侧且与套筒（4）的长度方向平行设置，套筒（4）的侧壁顶端设置有与标尺（11）相匹配的刻度指针（12），所述底座（1）的上方在定位装置的中间设置有吊盘（8），所述吊盘（8）的圆周面上设有环形的“T”型槽，“T”型槽内嵌装有多个滑块（9），吊盘（8）和滑块（9）均采用轻质材料制成，所述滑块（9）的其中两个分别与下挂钩（7）相连接，位于吊盘（8）底端的滑块（9）的底部挂接有砝码（10），吊盘（8）的端面上设有分度盘，滑块（9）的侧面上固定有与刻度盘相匹配的分度指针（13）。

2.根据权利要求1所述的一种便携式物理实验装置，其特征在于，所述定位装置包括连接在底座（1）顶面两侧的支柱（14），所述支柱（14）的顶部连接有横梁（15），所述横梁（15）的内部转动连接有对称设置的两个连接头（16），所述连接头（16）的顶部连接有旋钮（17），连接头底部连接有螺杆（18），所述螺杆（18）的底端转动连接在底座（1）上，螺杆（18）与支柱（14）之间设置有导柱（19），所述定位块（2）与螺杆（18）通过螺纹连接并套设在导柱（19）的外部。

3.根据权利要求2所述的一种便携式物理实验装置，其特征在于，所述支柱（14）的底部设有榫头，榫头嵌入底座（1）内，底座（1）的两侧面上连接有螺栓，榫头与底座（1）通过螺栓连接。

4.根据权利要求2所述的一种便携式物理实验装置，其特征在于，所述横梁（15）的底面两侧分别设有榫头，榫头嵌入支柱（14）的顶部内，支柱（14）的侧面上连接有螺栓，榫头与支柱（14）通过螺栓连接。

5.根据权利要求2所述的一种便携式物理实验装置，其特征在于，所述螺杆（18）的底部设置有光轴，光轴转动连接在底座（1）内，光轴的底端设有螺纹并连接有螺母。

6.根据权利要求2所述的一种便携式物理实验装置，其特征在于，所述导柱（19）的底端设有螺纹段，且导柱（19）与底座（1）通过螺纹连接。

7.根据权利要求2所述的一种便携式物理实验装置，其特征在于，所述连接头（16）的顶部设有外花键并与旋钮（17）的底部通过花键连接，连接头的底部设有内花键并与螺杆（18）的顶部通过花键连接。

8.根据权利要求1所述的一种便携式物理实验装置，其特征在于，所述定位装置包括连接在底座（1）顶面两侧并对称设置的定位柱（20）和导向柱（21），所述定位柱（20）位于导向柱（21）的外侧且与导向柱（21）平行设置，所述定位块（2）分别套设在定位柱（20）和导向柱（21）的外部，且定位块（2）与定位柱（20）的连接处设置有锁紧螺钉。

9.根据权利要求8所述的一种便携式物理实验装置，其特征在于，所述定位柱（20）和导向柱（21）的顶部均为四分之一圆弧段，两个定位柱（20）的顶部通过螺栓连接，两个导向柱（21）的顶部通过螺栓连接。

10.根据权利要求8所述的一种便携式物理实验装置，其特征在于，所述定位柱（20）和导向柱（21）的底部均设置有光轴，光轴转动连接在底座（1）内，光轴的底端设有螺纹并连接有螺母。