CN210574547U - 一种倍率可变的滑轮组-轮轴综合演示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种倍率可变的滑轮组‑轮轴综合演示装置，该装置由底座、轮轴、立杆、横梁、销子、左定滑轮、中定滑轮、右定滑轮、棉线、测力计、带钩重物、带钩动滑轮、带钩双滑轮架构成，其特点是：可实现定滑轮、动滑轮、轮滑组、轮轴的功能综合演示，且滑轮组倍率可变，还可防止棉线滑脱。优点是：该装置有利于相关知识点的融会贯通；不重新拆装即可实现滑轮组倍率改变，加深学生对滑轮组省力的认识，引导学生开展新型滑轮组的设计创新；采用新型轮轴结构让学生认识轮轴使用特点；通过多个测力计的应用让学生定量观察滑轮组倍率及不同棉线受力数值变化，有利于培养小学生严谨的科学实验研究态度，是有教学价值的小学科学实验教具。

Description

一种倍率可变的滑轮组-轮轴综合演示装置

技术领域

本实用新型属于小学科学实验教具领域。具体来说，涉及一种倍率可变的滑轮组-轮轴综合演示装置。

背景技术

在浙江省教育厅审定的小学科学六年级上册的教学中，《工具与机械轮轴的秘密、定滑轮和动滑轮、滑轮组》是为小学生设置的关于工具与机械的应用及其力学原理的启蒙教学课，具有重要的教学价值。多功能的综合教学展示及实验装置，对小学生深入理解和掌握该章节相关知识点有显著的帮助，可以让小学生动手能力及动脑思考方式得到有效锻炼。现有教具装置中使用的轮轴、定滑轮和动滑轮、滑轮组在进行展示时，可实现简单基础的单一功能演示，但没有多功能的综合应用展示的能力，使得实验教学效果仅停留在学生对“定滑轮改变方向、动滑轮能省力”有一个感性认识这一初级阶段。学生在观摩及动手时，不能获得较为充分的体验，从而难以实现相关知识点的融会贯通，不利于活跃学生的创新思维及对严谨的科学研究方法的从小培养。此外，在实验过程中，现有的教具经常出现棉线从滑轮上滑脱、绕线复杂等问题，不利于实验的顺利实施。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种棉线防滑脱、绕线简单，可实现定滑轮、动滑轮、轮滑组、轮轴单一及综合功能演示，且滑轮组倍率可变、组合方便的一种倍率可变的滑轮组-轮轴综合演示装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：所述的一种倍率可变的滑轮组-轮轴综合演示装置具有定滑轮、动滑轮、轮滑组、轮轴单一及综合演示功能，且在不重新拆装的条件下即可实现滑轮组倍率改变，所述的一种倍率可变的滑轮组-轮轴综合演示装置由底座、轮轴、立杆、横梁、销子、左定滑轮、中定滑轮、右定滑轮、棉线、测力计、带钩重物、带钩动滑轮、带钩双滑轮架以上部件构成，所述的底座的底部有四个支脚，所述的底座的左侧有固定立杆用的螺纹孔，所述的底座的右侧安装有一个倒钩，所述的立杆的底端有与底座的螺纹孔配套的外螺纹，所述的立杆通过螺纹连接固定在底座上，所述的立杆的顶端与横梁以及左定滑轮通过销子固定，所述的立杆的下方通过销子将轮轴固定住，所述的轮轴由一个中心轴和一个大直径轮以及一个小直径轮组合构成，所述的大直径轮及小直径轮与中心轴均通过键连接固定，所述的大直径轮及小直径轮的边缘均开有一个卡槽，所述的横梁上安装有一个挂钩，所述的左定滑轮、中定滑轮以及右定滑轮通过销子固定在所述的横梁上，所述的左定滑轮、中定滑轮以及右定滑轮的靠近外侧边缘处各均匀分布八个中心对称的轮孔，所述的带钩动滑轮由一个滑轮和用于固定滑轮的带钩小空心支架构成，所述的带钩动滑轮的滑轮靠近外侧边缘处均匀分布八个中心对称的轮孔，所述的带钩双滑轮架由两个滑轮和用于固定滑轮的带钩大空心支架构成，所述的带钩双滑轮架的滑轮靠近外侧边缘处均匀分布八个中心对称的轮孔，所述的带钩动滑轮可放置于带钩双滑轮架的带钩大空心支架内，所述的带钩动滑轮放置于带钩双滑轮架的带钩大空心支架内时，带钩动滑轮的带钩小空心支架竖直朝上且所带的钩位于最上方而被带钩小空心支架固定的滑轮位于最下方，并且带钩动滑轮的滑轮位于带钩双滑轮架的两个滑轮的下方，所述的一种倍率可变的滑轮组-轮轴综合演示装置的安装方法如下，将装置的底座放置于教室实验台上，再将立杆固定在底座上，将轮轴固定在立杆的下方，在立杆的顶端固定横梁，在横梁上固定左定滑轮、中定滑轮以及右定滑轮，再根据定滑轮、动滑轮、轮滑组、轮轴单一及综合演示功能的需要，可以组合使用构成所述的一种倍率可变的滑轮组-轮轴综合演示装置的其它部件销子、棉线、测力计、带钩重物、带钩动滑轮、带钩双滑轮架中的部分或全部，部件不限于一件。

所述的一种倍率可变的滑轮组-轮轴综合演示装置，在滑轮组演示或学生动手实验时，将一个测力计挂在横梁的挂钩上，再将棉线的一端绑在该测力计的钩子上，另一端依次穿过带钩双滑轮架的两个滑轮中的一个后，再穿过带钩动滑轮的带钩小空心支架，之后再穿过带钩双滑轮架的两个滑轮中的另一个，再穿过右定滑轮，之后棉线与另一个测力计的一端绑定，该测力计的另一端用手指勾住，将带钩重物悬挂在带钩双滑轮架的带钩大空心支架的钩子上，用另外一根棉线绑在带钩动滑轮的带钩小空心支架的钩子上，依次穿过中定滑轮、左定滑轮、轮轴的大直径轮之后，将此棉线绑在另一个测力计的一端，此测力计的另一端与底座上的倒钩相连，保持此棉线处于自由垂落没有绷紧受力的状态使得带钩动滑轮坐落于带钩双滑轮架的带钩大空心支架内，用手指拉动上述测力计带动棉线竖直或按不同倾斜角度方向上下移动将挂在带钩双滑轮架上的带钩重物升降，同时观察并记录三个测力计的读数数据，与重量已知的带钩双滑轮架、带钩动滑轮、带钩重物的重量数据比较分析。

所述的一种倍率可变的滑轮组-轮轴综合演示装置，在不重新拆装的条件下，只需将绑在带钩动滑轮的这根棉线在轮轴的大直径轮处按逆时针方向缠绕一周，即可竖直提升带钩动滑轮位置，此时将同时使位于带钩双滑轮架的两个滑轮间的这段棉线被带钩动滑轮的滑轮提起，从而使升降带钩双滑轮架上的带钩重物的滑轮组倍率实现从2倍率转变为4倍率。

所述的一种倍率可变的滑轮组-轮轴综合演示装置，用销子插入轮孔中，从而防止棉线从滑轮中滑脱。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：一种倍率可变的滑轮组-轮轴综合演示装置绕线简单，可实现定滑轮、动滑轮、轮滑组、轮轴单一及综合功能演示，有利于相关知识点的融合贯通；可以在不重新拆装穿线的条件下实现滑轮组倍率可变，从而加深学生对滑轮组省力的认识，并引导学生开展可变倍率滑轮组的设计创新；通过新型轮轴结构让学生认识到轮轴省力与其结构的关系；通过多个测力计的组合应用，让学生可定量观察滑轮组倍率改变时不同棉线上的拉力数值变化，有利于小学生形成严谨的科学实验研究方法；通过新型滑轮结构限定棉线在滑轮中的位置，从而可防止棉线滑脱。

附图说明

图1为一种倍率可变的滑轮组-轮轴综合演示装置的定滑轮、动滑轮演示图；

图2为一种倍率可变的滑轮组-轮轴综合演示装置的2倍率滑轮组演示图；

图3为一种倍率可变的滑轮组-轮轴综合演示装置的滑轮组倍率转变演示图；

图4为一种倍率可变的滑轮组-轮轴综合演示装置的轮轴演示图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。

本实用新型所述的一种倍率可变的滑轮组-轮轴综合演示装置由底座1、轮轴3、立杆9、横梁10、销子12、左定滑轮13、中定滑轮15、右定滑轮16、棉线17、测力计18、带钩重物19、带钩动滑轮20、带钩双滑轮架23构成，所述的底座1的底部有四个支脚22，所述的底座1的左侧有固定立杆9用的螺纹孔2，所述的底座1的右侧安装有一个倒钩21，所述的立杆9的底端有与底座1的螺纹孔2配套的外螺纹，所述的立杆9通过螺纹连接固定在底座1上，所述的立杆9的顶端与横梁10以及左定滑轮13通过销子12固定，所述的立杆9的下方通过销子12将轮轴3固定住，所述的轮轴3由一个中心轴6和一个大直径轮4以及一个小直径轮8组合构成，所述的大直径轮4及小直径轮8与中心轴6均通过键7连接固定，所述的大直径轮4及小直径轮8的边缘均开有一个卡槽5，所述的横梁10上安装有一个挂钩14，所述的左定滑轮13、中定滑轮15以及右定滑轮16通过销子12固定在所述的横梁10上，所述的左定滑轮13、中定滑轮15以及右定滑轮16的靠近外侧边缘处各均匀分布八个中心对称的轮孔11，所述的带钩动滑轮20由一个滑轮24和用于固定滑轮24的带钩小空心支架25构成，所述的带钩动滑轮20上的滑轮24靠近外侧边缘处均匀分布八个中心对称的轮孔11，所述的带钩双滑轮架23由两个滑轮26和用于固定滑轮26的带钩大空心支架27构成，所述的带钩双滑轮架23上的滑轮26的靠近外侧边缘处均匀分布八个中心对称的轮孔11，所述的带钩动滑轮20放置于带钩双滑轮架23的带钩大空心支架27内，所述的带钩动滑轮20的带钩小空心支架25竖直朝上且所带的钩位于最上方而被带钩小空心支架25固定的滑轮24位于最下方，所述的带钩动滑轮20的滑轮24位于带钩双滑轮架23的两个滑轮26的下方。

实施例一：

如图1所示，在定滑轮演示或学生动手实验时，将本实用新型所述的一种倍率可变的滑轮组-轮轴综合演示装置的底座1放置于教室实验台上，再将立杆9的底端与底座1的螺纹孔2配套的外螺纹通过螺纹连接固定在底座1上，将立杆9的顶端与横梁10以及左定滑轮13通过销子12固定好，通过销子12将轮轴3固定在立杆9的下方，将中定滑轮15以及右定滑轮16通过销子12固定在已安装有一个挂钩14的横梁10上。

将带钩重物19悬挂在一个测力计18的钩子上，该测力计18的另一端绑上棉线17，棉线17的另一端穿过右定滑轮16后，用销子12插入右定滑轮16的轮孔11中，防止棉线17从右定滑轮16中滑脱，穿过右定滑轮16后的棉线17与另一个测力计18的一端绑定，该测力计18的另一端用手指勾住。在定滑轮演示或学生动手实验时，用手指拉动图1所示上述测力计18带动棉线17竖直或按不同倾斜角度方向上下移动将带钩重物19升降，同时观察与棉线17相连的两个测力计18的读数、分别记录数据，并与重量已知的带钩重物19的重量数据比较。教师提问并引导学生讨论分析实验数据，让学生理解定滑轮改变方向的相关知识点。

实施例二：

如图1所示，在动滑轮演示或学生动手实验时，将本实用新型所述的一种倍率可变的滑轮组-轮轴综合演示装置的底座1放置于教室实验台上，再将立杆9的底端与底座1的螺纹孔2配套的外螺纹通过螺纹连接固定在底座1上，将立杆9的顶端与横梁10以及左定滑轮13通过销子12固定好，通过销子12将轮轴3固定在立杆9的下方，将中定滑轮15以及右定滑轮16通过销子12固定在已安装有一个挂钩14的横梁10上。

将一个测力计18挂在横梁10的挂钩14上，再将棉线17的一端绑在该测力计18的钩子上，另一端穿过带钩动滑轮20的滑轮24后，用销子12插入滑轮24的轮孔11中，防止棉线17从滑轮24中滑脱，穿过带钩动滑轮20的滑轮24后的棉线17与另一个测力计18的钩子绑定，该测力计18的另一端用手指勾住，将带钩重物19悬挂在带钩动滑轮20的钩子上。在动滑轮演示或学生动手实验时，用手指拉动图1所示上述测力计18带动棉线17及带钩动滑轮20竖直上下移动将带钩重物19升降，同时观察与棉线17相连的两个测力计18的读数、分别记录数据，并与重量已知的带钩动滑轮20、带钩重物19的重量数据比较。教师提问并引导学生讨论分析实验数据，让学生理解动滑轮省力的相关知识点。

实施例三：

如图2所示，在滑轮组演示或学生动手实验时，本实用新型所述的一种倍率可变的滑轮组-轮轴综合演示装置安装方法如下：将装置的底座1放置于教室实验台上，再将立杆9的底端与底座1的螺纹孔2配套的外螺纹通过螺纹连接固定在底座1上，将立杆9的顶端与横梁10以及左定滑轮13通过销子12固定好，通过销子12将轮轴3固定在立杆9的下方，将中定滑轮15以及右定滑轮16通过销子12固定在已安装有一个挂钩14的横梁10上。将一个测力计18挂在横梁10的挂钩14上，再将棉线17的一端绑在该测力计18的钩子上，另一端依次穿过带钩双滑轮架23的两个滑轮26中的一个后，再穿过放置于带钩大空心支架27中的带钩动滑轮20的带钩小空心支架25，之后再穿过带钩双滑轮架23的两个滑轮26中的另一个，随后再穿过右定滑轮16，之后棉线17与另一个测力计18的一端绑定，该测力计18的另一端用手指勾住。用销子12插入右定滑轮16的轮孔11中，防止棉线17从右定滑轮16中滑脱，将带钩重物19悬挂在带钩双滑轮架23的带钩大空心支架27的钩子上。用另外一根棉线17绑在带钩动滑轮20的带钩小空心支架25的钩子上，依次穿过中定滑轮15、左定滑轮13、轮轴3的大直径轮4之后，将此棉线17绑在另一个测力计18的一端，此测力计18的另一端与底座1上的倒钩21相连，保持此棉线17处于自由垂落没有绷紧受力的状态使得带钩动滑轮20坐落于带钩双滑轮架23的带钩大空心支架27内。

在滑轮组演示或学生动手实验时，用手指拉动图2所示上述测力计18带动棉线17竖直或按不同倾斜角度方向上下移动将挂在带钩双滑轮架23上的带钩重物19升降，同时观察图2中的三个测力计18的读数、分别记录数据，并与重量已知的带钩双滑轮架23、带钩动滑轮20、带钩重物19的重量数据比较。教师提问并引导学生讨论分析实验数据，让学生理解滑轮组的相关知识点。

实施例四：

在滑轮组倍率变化的演示或学生动手实验时，本实用新型所述的一种倍率可变的滑轮组-轮轴综合演示装置安装方法同实施例三，但与实施例三中绑在带钩动滑轮20的这根棉线17在轮轴3的大直径轮4处是直接穿过不同，本实施例是将这根棉线17在轮轴3的大直径轮4处按逆时针方向缠绕一周，从而将实施例三中的自由垂落没有绷紧受力状态的那根绑在带钩动滑轮20的棉线17绷紧并将带钩动滑轮20竖直提升至图3所示位置。此时，图3中手指拉住的位于带钩双滑轮架23的两个滑轮26间的这段棉线17将被带钩动滑轮20的滑轮24提起，从而将图2装置所示的2倍率滑轮组转变成图3装置所示的4倍率滑轮组。此时，带钩动滑轮20起到的是定滑轮的功能。

在滑轮组倍率变化的演示或学生动手实验时，用手指拉动图3所示上述测力计18带动棉线17竖直或按不同倾斜角度方向上下移动将挂在带钩双滑轮架23上的带钩重物19升降，同时观察图3中的三个测力计18的读数、分别记录数据，并与重量已知的带钩双滑轮架23、带钩动滑轮20、带钩重物19的重量数据比较。教师提问并引导学生讨论分析实验数据，让学生理解滑轮组倍率变化及调节的相关知识点。

实施例五：

在轮轴演示或学生动手实验时，如图4所示，本实用新型所述的一种倍率可变的滑轮组-轮轴综合演示装置安装方法同实施例四，但与实施例四中绑在带钩动滑轮20的这根棉线17在轮轴3的大直径轮4处是按逆时针方向缠绕一周不同，本实施例是将这根棉线17在轮轴3的中心轴6处按逆时针方向缠绕一周后，再经过小直径轮8边缘的卡槽5卡入小直径轮8并按逆时针方向在小直径轮8上缠绕两周，同样将那根绑在带钩动滑轮20的棉线17绷紧并将带钩动滑轮20竖直提升至图4所示位置。此时，带钩动滑轮20同样是起到定滑轮的功能。

在轮轴演示或学生动手实验时，用手指拉动图4所示上述测力计18带动棉线17竖直或按不同倾斜角度方向上下移动将挂在带钩双滑轮架23上的带钩重物19升降，同时观察图4中的三个测力计18的读数、分别记录数据。改变上述棉线17在轮轴3上的缠绕方式，将这根棉线17在轮轴3的中心轴6处按逆时针方向缠绕一周后，再经过大直径轮4边缘的卡槽5卡入大直径轮4并按逆时针方向在大直径轮4上缠绕一周，重复以上实验过程，观察图4中的三个测力计18的读数、分别记录数据，并与重量已知的带钩双滑轮架23、带钩动滑轮20、带钩重物19的重量及轮轴3的轮轴直径数据比较。教师提问并引导学生讨论分析实验数据，让学生理解轮轴的使用特点及调节的相关知识点。

Claims (4)

1.一种倍率可变的滑轮组-轮轴综合演示装置，其特征在于，所述的一种倍率可变的滑轮组-轮轴综合演示装置具有定滑轮、动滑轮、轮滑组、轮轴单一及综合演示功能，且在不重新拆装的条件下即可实现滑轮组倍率改变，所述的一种倍率可变的滑轮组-轮轴综合演示装置由底座、轮轴、立杆、横梁、销子、左定滑轮、中定滑轮、右定滑轮、棉线、测力计、带钩重物、带钩动滑轮、带钩双滑轮架以上部件构成，所述的底座的底部有四个支脚，所述的底座的左侧有固定立杆用的螺纹孔，所述的底座的右侧安装有一个倒钩，所述的立杆的底端有与底座的螺纹孔配套的外螺纹，所述的立杆通过螺纹连接固定在底座上，所述的立杆的顶端与横梁以及左定滑轮通过销子固定，所述的立杆的下方通过销子将轮轴固定住，所述的轮轴由一个中心轴和一个大直径轮以及一个小直径轮组合构成，所述的大直径轮及小直径轮与中心轴均通过键连接固定，所述的大直径轮及小直径轮的边缘均开有一个卡槽，所述的横梁上安装有一个挂钩，所述的左定滑轮、中定滑轮以及右定滑轮通过销子固定在所述的横梁上，所述的左定滑轮、中定滑轮以及右定滑轮的靠近外侧边缘处各均匀分布八个中心对称的轮孔，所述的带钩动滑轮由一个滑轮和用于固定滑轮的带钩小空心支架构成，所述的带钩动滑轮的滑轮靠近外侧边缘处均匀分布八个中心对称的轮孔，所述的带钩双滑轮架由两个滑轮和用于固定滑轮的带钩大空心支架构成，所述的带钩双滑轮架的滑轮靠近外侧边缘处均匀分布八个中心对称的轮孔，所述的带钩动滑轮可放置于带钩双滑轮架的带钩大空心支架内，所述的带钩动滑轮放置于带钩双滑轮架的带钩大空心支架内时，带钩动滑轮的带钩小空心支架竖直朝上且所带的钩位于最上方而被带钩小空心支架固定的滑轮位于最下方，并且带钩动滑轮的滑轮位于带钩双滑轮架的两个滑轮的下方，所述的一种倍率可变的滑轮组-轮轴综合演示装置的安装方法如下，将装置的底座放置于教室实验台上，再将立杆固定在底座上，将轮轴固定在立杆的下方，在立杆的顶端固定横梁，在横梁上固定左定滑轮、中定滑轮以及右定滑轮，再根据定滑轮、动滑轮、轮滑组、轮轴单一及综合演示功能的需要，可以组合使用构成所述的一种倍率可变的滑轮组-轮轴综合演示装置的其它部件销子、棉线、测力计、带钩重物、带钩动滑轮、带钩双滑轮架中的部分或全部，部件不限于一件。

2.根据权利要求1所述的一种倍率可变的滑轮组-轮轴综合演示装置，其特征在于，在滑轮组演示或学生动手实验时，将一个测力计挂在横梁的挂钩上，再将棉线的一端绑在该测力计的钩子上，另一端依次穿过带钩双滑轮架的两个滑轮中的一个后，再穿过带钩动滑轮的带钩小空心支架，之后再穿过带钩双滑轮架的两个滑轮中的另一个，再穿过右定滑轮，之后棉线与另一个测力计的一端绑定，该测力计的另一端用手指勾住，将带钩重物悬挂在带钩双滑轮架的带钩大空心支架的钩子上，用另外一根棉线绑在带钩动滑轮的带钩小空心支架的钩子上，依次穿过中定滑轮、左定滑轮、轮轴的大直径轮之后，将此棉线绑在另一个测力计的一端，此测力计的另一端与底座上的倒钩相连，保持此棉线处于自由垂落没有绷紧受力的状态使得带钩动滑轮坐落于带钩双滑轮架的带钩大空心支架内，用手指拉动上述测力计带动棉线竖直或按不同倾斜角度方向上下移动将挂在带钩双滑轮架上的带钩重物升降，同时观察并记录三个测力计的读数数据，与重量已知的带钩双滑轮架、带钩动滑轮、带钩重物的重量数据比较分析。

3.根据权利要求2所述的一种倍率可变的滑轮组-轮轴综合演示装置，其特征在于，在不重新拆装的条件下，只需将绑在带钩动滑轮的这根棉线在轮轴的大直径轮处按逆时针方向缠绕一周，即可竖直提升带钩动滑轮位置，此时将同时使位于带钩双滑轮架的两个滑轮间的这段棉线被带钩动滑轮的滑轮提起，从而使升降带钩双滑轮架上的带钩重物的滑轮组倍率实现从2倍率转变为4倍率。

4.根据权利要求1所述的一种倍率可变的滑轮组-轮轴综合演示装置，其特征在于，用销子插入轮孔中，从而防止棉线从滑轮中滑脱。

Images