CN109658785A - 一种物理用实验用力学演示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种物理用实验用力学演示装置，属于物理实验教具领域，解决了现有物理力学实验缺乏相应教具，教具功能单一，演示效果差的问题，其技术要点是：包括顶板、测力计、测力滑轮、牵引线、储液筒和拉力计，测力计顶部连接有螺栓，螺栓穿过顶板上通孔后与螺母螺纹连接，通过测力计将测力滑轮悬挂并沿测力板的测力滑槽上下滑动设置，方便测量测力滑轮所受力的总和，与此同时，测力滑轮两侧通过牵引线连接的砝码和拉力计，方便进行分力的测量，并且利于对砝码所受浮力进一步测量，高度调整方便快捷，实现对多个力学原理进行演示。
Description
技术领域
本发明涉及物理实验教具领域，具体是涉及一种物理用实验用力学演示装置。
背景技术
力学作为物理学中一个重要的组成部分，具有重要意义。力学是研究物质机械运动规律的科学，学可区分为静力学、运动学和动力学三部分，静力学研究力的平衡或物体的静止问题；运动学只考虑物体怎样运动，不讨论它与所受力的关系；动力学讨论物体运动和所受力的关系。
在物理教学中，针对于力学方面的拉伸实验，主要是采用讲授方法来解释由于不同的拉力，引起弹簧形成不同长度的拉伸，比较形象的进行讲解，但是涉及到动滑轮及力学中的浮力时，由于受力不易测量，而且，力学中的浮力因本身比较抽象，学生也不易理解，造成无法对上述力学原理进行演示操作。
因此，需要提供一种物理用实验用力学演示装置，旨在解决上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种物理用实验用力学演示装置，以解决上述背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种物理用实验用力学演示装置，包括顶板、测力计、测力滑轮、牵引线、储液筒和拉力计，测力计顶部连接有螺栓，螺栓穿过顶板上通孔后与螺母螺纹连接，测力计底部连接测力弹簧，测力弹簧底端连接测力滑轮架，测力滑轮架上安装有测力滑轮，测力滑轮的轮轴转动架设在测力滑轮架上；
所述测力滑轮上绕设有牵引线，牵引线一端与拉力计内的拉力弹簧挂扣相连接；测力滑轮另一侧的牵引线上连接挂环，挂环上悬挂于砝码；砝码下方设有储液筒，储液筒上侧设有溢流管，溢流管底侧放置有量杯。
作为本发明进一步的方案，顶板固定在支撑杆顶部，支撑杆底部连接升降板，升降板穿过立柱上的升降滑槽后连接限位块，升降板底部连接伸缩杆，伸缩杆连接电动气缸，电动气缸安装在固定座上，固定座安装在立柱侧面，立柱底部固定在底板上。
作为本发明进一步的方案，轮轴的一端穿设在测力板的测力滑槽内且沿测力滑槽上下滑动设置，测力板顶部与顶板相连接。
作为本发明进一步的方案，测力板与测力滑轮架之间的轮轴上设有量角器，量角器中部设有吊环，吊环穿设在轮轴上，量角器上设有角度刻度线。
作为本发明进一步的方案，拉力弹簧挂扣设置于拉力弹簧的上端，拉力弹簧下端固定在拉力计内。
作为本发明进一步的方案，拉力计底端通过铰接轴与铰接座相连接，铰接座设置于横向滑块上，横向滑块滑动设置在横向滑槽内，横向滑槽设置在底板上。
作为本发明进一步的方案，横向滑槽呈“凸”字型结构，横向滑块沿横向滑槽滑动设置，横向滑块上螺纹连接有锁固螺钉，锁固螺钉底端与底板相抵。
作为本发明进一步的方案，储液筒内液面高度与溢流管的管口位置平齐。
综上所述，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明的物理用实验用力学演示装置，通过测力计将测力滑轮悬挂并沿测力板的测力滑槽上下滑动设置，方便测量测力滑轮所受力的总和，与此同时，测力滑轮两侧通过牵引线连接的砝码和拉力计，方便进行分力的测量，并且利于对砝码所受浮力进一步测量，高度调整方便快捷，实现对多个力学原理进行演示。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。
附图说明
图1为发明的结构示意图。
图2为发明中横向滑块移动的结构示意图。
图3为发明中顶板下降的结构示意图。
图4为发明中测力板的结构示意图。
图5为发明中量角器的结构示意图。
图6为发明中测力滑轮安装的结构示意图。
图7为发明中立柱上升降滑槽的结构示意图。
图8为发明中底板上横向滑槽的结构示意图。
附图标记：1-顶板、2-螺母、3-螺栓、4-测力计、5-测力板、6-测力滑槽、7-测力弹簧、8-测力滑轮架、9-测力滑轮、10-轮轴、11-量角器、12-角度刻度线、13-牵引线、14-挂环、15-砝码、16-溢流管、17-量杯、18-底板、19-储液筒、20-横向滑块、21-铰接轴、22-铰接座、23-锁固螺钉、24-横向滑槽、25-立柱、26-拉力计、27-拉力弹簧、28-拉力弹簧挂扣、29-固定座、30-电动气缸、31-伸缩杆、32-限位块、33-升降板、34-支撑杆、35-吊环、36-升降滑槽。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
参见图1～图7，本实施例中，一种物理用实验用力学演示装置，包括顶板1、测力计4、测力滑轮9、牵引线13、储液筒19和拉力计26，所述测力计4顶部连接有螺栓3，螺栓3穿过顶板1上通孔后与螺母2螺纹连接，顶板1固定在支撑杆34顶部，支撑杆34底部连接升降板33，升降板33穿过立柱25上的升降滑槽36后连接限位块32，升降板33底部连接伸缩杆31，伸缩杆31连接电动气缸30，电动气缸30安装在固定座29上，固定座29安装在立柱25侧面，立柱25底部固定在底板18上；
操作时，通过电动气缸30驱动伸缩杆31带动升降板33沿立柱25的升降滑槽36进行升降运动，从而通过支撑杆34带动顶板1及安装在顶板1上的测力计4的高度进行调节，方便调整测力计4的位置高度。
所述测力计4底部连接测力弹簧7，测力弹簧7底端连接测力滑轮架8，测力滑轮架8上安装有测力滑轮9，测力滑轮9的轮轴10转动架设在测力滑轮架8上，轮轴10的一端穿设在测力板5的测力滑槽6内且沿测力滑槽6上下滑动设置，测力板5顶部与顶板1相连接，测力板5与测力滑轮架8之间的轮轴10上设有量角器11，量角器11中部设有吊环35，吊环35穿设在轮轴10上，量角器11上设有角度刻度线12。
所述测力滑轮9上绕设有牵引线13，牵引线13一端与拉力计26内的拉力弹簧挂扣28相连接，拉力弹簧挂扣28设置于拉力弹簧27的上端，拉力弹簧27下端固定在拉力计26内，所述拉力计26底端通过铰接轴21与铰接座22相连接，铰接座22设置于横向滑块20上，横向滑块20滑动设置在横向滑槽24内，横向滑槽24设置在底板18上，横向滑槽24呈“凸”字型结构，横向滑块20沿横向滑槽24滑动设置，横向滑块20上螺纹连接有锁固螺钉23，锁固螺钉23底端与底板18相抵，参见图8所示。
通过将横向滑块20移动到底板18上的不同位置，从而改变其上方的拉力计26通过牵引线13与测力滑轮9之间的倾斜角度，便于测量在不同倾斜角度下，牵引线13所受拉力的大小。
所述测力滑轮9另一侧的牵引线13上连接挂环14，挂环14上悬挂于砝码15（重物），砝码15下方设有储液筒19，储液筒19上侧设有溢流管16，溢流管16底侧放置有量杯17，所述储液筒19内液面高度与溢流管16的管口位置平齐。
通过调整顶板1、测力计4、测力板5及测力滑轮9的整体高度，从而改变牵引线13上悬挂的砝码15的位置高度，当砝码15全部沉入储液筒19的液面以下时，水从储液筒19内溢流到量杯17内，通过对量杯17水的体积进行测量，从而方便对砝码15所受浮力进行测量，实现对多个力学原理进行演示。
其中，当拉力计26与测力滑轮9之间的牵引线13处于竖直位置时，测力计4的测量值等于测力滑轮9两侧牵引线13所受拉力之和，如图1所示；
当测力滑轮9的高度随顶板1的高度下降时，牵引线13向砝码15的一侧运动，砝码15高度降低，从而使得砝码15沉入储液筒19内，将水排出，方便对物理中的力学原理：F浮=G排=ρ·g·V排进行验证，从而说明物体所受的浮力等于该物体浸入液体后，所排开的液体（如水）所受的重力，ρ表示该液体的密度，g表示当地的重力加速度，V排表示物体所排开的液体的体积。
并且，也方便对拉力计26倾斜一定角度时，与其连接的牵引线13上拉力是否变化进行验证。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，仅是本发明的优选实施方式。本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种物理用实验用力学演示装置，包括顶板(1)、测力计(4)、测力滑轮(9)、牵引线(13)、储液筒(19)和拉力计(26)，测力计(4)顶部连接有螺栓(3)，螺栓(3)穿过顶板(1)上通孔后与螺母(2)螺纹连接，其特征在于，测力计(4)底部连接测力弹簧(7)，测力弹簧(7)底端连接测力滑轮架(8)，测力滑轮架(8)上安装有测力滑轮(9)，测力滑轮(9)的轮轴(10)转动架设在测力滑轮架(8)上；
所述测力滑轮(9)上绕设有牵引线(13)，牵引线(13)一端与拉力计(26)内的拉力弹簧挂扣(28)相连接；测力滑轮(9)另一侧的牵引线(13)上连接挂环(14)，挂环(14)上悬挂于砝码(15)；砝码(15)下方设有储液筒(19)，储液筒(19)上侧设有溢流管(16)，溢流管(16)底侧放置有量杯(17)。
2.根据权利要求1所述的物理用实验用力学演示装置，其特征在于，所述顶板(1)固定在支撑杆(34)顶部，支撑杆(34)底部连接升降板(33)，升降板(33)穿过立柱(25)上的升降滑槽(36)后连接限位块(32)，升降板(33)底部连接伸缩杆(31)，伸缩杆(31)连接电动气缸(30)，电动气缸(30)安装在固定座(29)上，固定座(29)安装在立柱(25)侧面，立柱(25)底部固定在底板(18)上。
3.根据权利要求2所述的物理用实验用力学演示装置，其特征在于，所述轮轴(10)的一端穿设在测力板(5)的测力滑槽(6)内且沿测力滑槽(6)上下滑动设置，测力板(5)顶部与顶板(1)相连接。
4.根据权利要求3所述的物理用实验用力学演示装置，其特征在于，所述测力板(5)与测力滑轮架(8)之间的轮轴(10)上设有量角器(11)，量角器(11)中部设有吊环(35)，吊环(35)穿设在轮轴(10)上，量角器(11)上设有角度刻度线(12)。
5.根据权利要求4所述的物理用实验用力学演示装置，其特征在于，拉力弹簧挂扣(28)设置于拉力弹簧(27)的上端，拉力弹簧(27)下端固定在拉力计(26)内。
6.根据权利要求5所述的物理用实验用力学演示装置，其特征在于，所述拉力计(26)底端通过铰接轴(21)与铰接座(22)相连接，铰接座(22)设置于横向滑块(20)上，横向滑块(20)滑动设置在横向滑槽(24)内，横向滑槽(24)设置在底板(18)上。
7.根据权利要求6所述的物理用实验用力学演示装置，其特征在于，横向滑槽(24)呈“凸”字型结构，横向滑块(20)沿横向滑槽(24)滑动设置，横向滑块(20)上螺纹连接有锁固螺钉(23)，锁固螺钉(23)底端与底板(18)相抵。
8.根据权利要求1所述的物理用实验用力学演示装置，其特征在于，储液筒(19)内液面高度与溢流管(16)的管口位置平齐。
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