CN210223206U - 一种胡克定律演示仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种胡克定律演示仪,涉及一种物理教学实验仪器。该演示仪主要由弹簧、并联杆、挂柱、橡皮条、两段滑轨、刻度框、画图纸、三个定滑轮、定位砣、钩码、调节螺钉、支撑脚、记号线、指针、重锤、细绳和面板等部分组成,所述的弹簧和橡皮条挂在挂柱上,并联杆挂在铁钉上,弹簧和橡皮条可以取卸或更换,定滑轮1通过调节螺母固定在滑轨2上,可以沿滑轨2移动,在定滑轮1和定滑轮2中间的细绳上有指针,指针与细绳间的阻尼大,但能左右移动。其刻度框可以沿滑轨1左右滑动,并可以用笔及时对应描点,学生可以在画图纸上迅速绘出函数图像并进行比较,使实验简单易操作、便捷直观,更有利于实验教学的开展。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种物理教学实验仪器,尤其是涉及一种胡克定律演示仪。
背景技术
胡克定律演示实验是高中《物理》必修一中“弹力”一节的内容,书本中的实验是利用人手去拉弹簧,通过测量弹簧伸长量的改变,然后根据力大小的改变,建立横坐标为伸长量,纵坐标为力的大小的坐标轴,将不同力作用的时候对应的弹簧伸长量在坐标轴上标记出来,最后连成一条直线,以此来得出弹力大小和形变大小的正比例函数图像,最后总结规律,得出弹簧的劲度系数。在这个实验中,仅仅演示了弹簧,让许多学生误以为只有弹簧才满足胡克定律,但只要是弹性体都满足胡克定律;在实验过程中,既要测出对水平方向施加的拉力F,也要测量出弹簧相应的伸长量X,并将数据记录在表格中,然后在坐标纸中描出相应的点,画出函数图像,无法做到一个人独立完成实验;用手对水平放置的弹簧施加水平方向的拉力,我们无法准确的控制力的大小;实验仪器过小,不方便所有学生直观的观看实验过程和感受实验结果。
发明内容
为了克服以上的不足,快速并准确地测定出弹力大小跟形变大小的关系,更好地验证胡克定律,本实用新型提供一种胡克定律演示仪,涉及一种物理教学实验仪器。该演示仪主要由弹簧、刻度框、画图纸、定位砣、滑轨、支撑脚、定滑轮和面板等部分组成,作为一个整体使用非常方便。其刻度杆可以沿滑轨左右滑动,并可以用笔及时对应描点,学生可以迅速绘出函数图像并进行比较,使实验简单易操作、便捷直观,更有利于实验教学的开展。通过简单的描点连线,就可以得出弹力大小与形变大小关系的函数图像。并能与传统的实验有机结合,更有利于实验探究教学的开展。本实用新型解决其技术问题所采用的方案主要有以下几点。
1、该演示仪包括弹簧、铁钉、并联杆、挂柱、橡皮条、滑轨1、刻度框、细线、画图纸、图钉、定滑轮3、定位砣、钩码、滑轨2、调节螺钉、支撑脚、定滑轮1、记号线、指针、重锤、细绳、定滑轮2和面板等部分,其中,在面板的左上角有三个固定挂柱和一个铁钉,弹簧和橡皮条挂在挂柱上,并联杆挂在铁钉上,弹簧和橡皮条可以取卸或更换,细绳挂在弹性体上,依次绕过定滑轮1、定滑轮2和定滑轮3,末端挂上定位砣和钩码,定滑轮1通过调节螺母固定在滑轨2上,可以沿滑轨2移动,定滑轮2和定滑轮3是固定在面板上不能移动的,在定滑轮1和定滑轮2中间的细绳上有指针,指针与细绳间的阻尼较大,但能左右移动。
2、所述的画图纸用图钉固定在面板中央,画图纸可以取卸或更换,刻度框通过调节螺母固定在滑轨1上,可以沿滑轨1移动,刻度框上标有均匀的间隔刻度,是空心的,在刻度框的中间有一细线,重锤吊在细线的下端,用来对准细绳上指针的位置,面板靠两个支撑脚支撑,在支撑脚上有四个调节螺钉,可以调节高低,在面板的左边刻有一记号线,用于整个演示仪调零参照,画图纸的纵坐标轴也要与记号线重合。
本实用新型的有益效果是:不仅可以演示弹簧,还可以演示其他弹性体,还可以演示弹簧的串联和并联;在实验过程中,不需要测出拉力F,利用刻度杆上的均匀刻度演示同等规格的钩码对弹性体的作用力;刻度杆可以沿滑轨左右滑动,并可以用笔及时对应描点,学生可以迅速绘出函数图像并进行比较,能够做到一个人独立完成实验;演示仪足够大,方便所有学生直观的观看实验过程和感受实验结果。钩码重量的大小准确,比用手动拉伸规范,整个实验过程用时很短,简单易操作,学生参与性强。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明,图1是本实用新型的结构示意图,图2是本实用新型的调零示意图,图3是本实用新型的绘图示意图,图4是本实用新型的比较示意图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种胡克定律演示仪,能用新的实验方案快速并准确地验证胡克定律。整个实验过程中只要添加钩码,移动刻度杆,就可以描点绘出函数图像,验证胡克定律。
本实用新型的结构示意图如图1所示,包括弹簧(1)、铁钉(2)、并联杆(3)、挂柱(4)、橡皮条(5)、滑轨1(6)、刻度框(7)、细线(8)、画图纸(9)、图钉(10)、定滑轮3(11)、定位砣(12)、钩码(13)、滑轨2(14)、调节螺钉(15)、支撑脚(16)、定滑轮1(17)、记号线(18)、指针(19)、重锤(20)、细绳(21)、定滑轮2(22)、面板(23)。其中,在面板(23)的左上角有三个固定挂柱(4)和一个铁钉(2),弹簧(1)和橡皮条(5)挂在挂柱(4)上,并联杆(3)挂在铁钉(2)上,弹簧(1)和橡皮条(5)可以取卸或更换,细绳(21)挂在弹性体上,依次绕过定滑轮1(17)、定滑轮2(22)和定滑轮3(11),末端挂上定位砣(12)和钩码(13),定滑轮1(17)通过调节螺母固定在滑轨2(14)上,可以沿滑轨2(14)移动,定滑轮2和定滑轮3是固定在面板(23)上不能移动的,在定滑轮1(17)和定滑轮2(22)中间的细绳(21)上有指针(19),指针(19)与细绳(21)间的阻尼较大,但能左右移动,画图纸(9)用图钉(10)固定在面板(23)中央,画图纸(9)可以取卸或更换,刻度框(7)通过调节螺母固定在滑轨1(6)上,可以沿滑轨1(6)移动,刻度框(7)上标有均匀的间隔刻度,是空心的,在刻度框(7)的中间有一细线(8),重锤(20)吊在细线(8)的下端,用来对准细绳(21)上指针(19)的位置,面板(23)靠两个支撑脚(16)支撑,在支撑脚(16)上有四个调节螺钉(15),可以调节高低,在面板(23)的左边刻有一记号线(18),用于整个演示仪调零参照,画图纸(9)的纵坐标轴也要与记号线(18)重合。
在该实施例中,首先将整个演示仪放置在水平台上调零,如图2所示,把画图纸(9)用图钉(10)固定好,画图纸(9)的纵坐标轴要与记号线(18)重合,调节演示仪支撑脚(16)上的调节螺钉(15),使刻度框(7)中间的细线(8)与记号线(18)重合,把细绳(21)挂在弹性体上,依次绕过定滑轮1(17)、定滑轮2(22)和定滑轮3(11),挂上定位砣(12),调整定滑轮1(17)的位置,使挂在弹性体上的细绳(21)沿竖直方向与定滑轮1(17)相切,并固定定滑轮1(17),移动细绳(21)上的指针(19),使指针(19)对准重锤(20),此时刻度框(7)下边沿与细线(8)的交点,就是初位置零刻度处。然后添加一个钩码(13),弹性体被拉伸,此时指针(19)会移动到另一位置,对应移动刻度框(7)到此时指针(19)所在的位置,使重锤(20)对准指针(19),在刻度框(7)上的第一个间隔处与细线(8)的交点处用笔描点。接下来增加钩码到2个、3个……,依次移动刻度框(7)到指针(19)所在的位置,使重锤(20)对准指针(19),在刻度框(7)上的第2个、第3个……间隔与细线(8)的交点处用笔描点,最后用笔连接所描出的点,如图3所示,即可到函数图像,验证胡克定律。
在演示仪的挂柱(4)上可以挂上两个同种规格的弹簧(1),如图4所示,用并联杆(3)挂在两个弹簧的下端,再把细绳(21)挂在并联杆(3)上,重复上述的操作,然后按照上述所说的方法绘出弹簧并联时的函数图像。
用同样的方法还可以绘出其他弹性体如橡皮条(5)的函数图像和弹簧串联时的函数图像,这样就能让学生比较多种弹性体函数图像的异同点,分析探讨得出实验结论。
Claims (2)
1.一种胡克定律演示仪,该演示仪主要由弹簧、铁钉、并联杆、挂柱、橡皮条、滑轨1、刻度框、细线、画图纸、图钉、定滑轮3、定位砣、钩码、滑轨2、调节螺钉、支撑脚、定滑轮1、记号线、指针、重锤、细绳、定滑轮2和面板等部分组成,其特征在于所述的面板左上角有三个固定挂柱和一个铁钉,弹簧和橡皮条挂在挂柱上,并联杆挂在铁钉上,弹簧和橡皮条可以取卸或更换,定滑轮1通过调节螺母固定在滑轨2上,可以沿滑轨2移动,在定滑轮1和定滑轮2中间的细绳上有指针,指针与细绳间的阻尼大,但能左右移动。
2.根据权利要求1所述的一种胡克定律演示仪,其特征在于所述的刻度框通过调节螺母固定在滑轨1上,可以沿滑轨1移动,刻度框上标有均匀的间隔刻度,是空心的,在刻度框的中间有一细线,重锤吊在细线的下端,用来对准细绳上指针的位置,面板靠两个支撑脚支撑,在支撑脚上有四个调节螺钉,可以调节高低,在面板的左边刻有一记号线,用于整个演示仪调零参照,画图纸的纵坐标轴也要与记号线重合。
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