CN219418317U - 一种二力平衡演示器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种二力平衡演示器，包括矩形竖板、砝码；所述矩形竖板的一侧面上部固定连接有对称设置且置于同一水平线上的定滑轮Ⅰ和定滑轮Ⅱ；所述定滑轮Ⅰ和定滑轮Ⅱ之间设有两弹簧测力计，两弹簧测力计之间设有纸板；两所述弹簧测力计设有勾部的一端相对设置，两勾部均通过环状部件固定连接在所述纸板的中部两侧；两所述弹簧测力计的上方设有与所述矩形竖板固定连接的滑轨，滑轨沿矩形竖板的长度方向设置，两弹簧测力计均通过若干连接杆与滑轨滑动连接；所述定滑轮Ⅰ下方设有与所述矩形竖板1相连的匀速转动的转轮；两所述弹簧测力计相背离的端部分别固定连接拉绳Ⅰ、拉绳Ⅱ；拉绳Ⅱ的自由端跨过所述定滑轮Ⅱ后通过挂钩与所述砝码固定连接。

Description

一种二力平衡演示器

技术领域

本实用新型涉及一种二力平衡演示器，属于实验用具技术领域。

背景技术

现有的二力平衡实验仪器通常是探究在静止状态下，物体达到二力平衡的条件。

公告号为CN205810213U的中国专利公开了一种二力平衡演示仪，包括支架盒，所述支架盒下表面两侧连接有连杆，所述连杆下部通过转轴连接有滑轮，两滑轮之间连接有绳索，所述绳索中部连接有塑料板，所述绳索两端挂有挂码，所述支架盒顶部连接有盒盖，底部安装有磁铁；该实用新型虽能通过吸附黑板的方式便于学生观察实验结果，但是未能探究和展示物体处于匀速直线运动状态时，二力平衡的条件。

实用新型内容

为了克服上述问题，本实用新型提供一种二力平衡演示器，能探究并展示当物体处于静止状态、匀速直线运动状态时的二力平衡条件。

本实用新型的技术方案如下：

一种二力平衡演示器，包括矩形竖板、砝码；所述矩形竖板的一侧上部固定连接有对称设置且置于同一水平线上的定滑轮Ⅰ和定滑轮Ⅱ；所述定滑轮Ⅰ和定滑轮Ⅱ之间设有两弹簧测力计，两弹簧测力计之间设有纸板；两所述弹簧测力计设有勾部的一端相对设置，两勾部均通过环状部件固定连接在所述纸板的中部两侧；两所述弹簧测力计的上方设有与所述矩形竖板固定连接的滑轨，滑轨沿矩形竖板的长度方向设置，两弹簧测力计均通过若干连接杆与滑轨滑动连接；所述定滑轮Ⅰ下方设有与所述矩形竖板相连的匀速转动的转轮；两所述弹簧测力计相背离的端部分别固定连接拉绳Ⅰ、拉绳Ⅱ；所述拉绳Ⅱ的自由端跨过所述定滑轮Ⅱ后与所述砝码固定连接；当所述拉绳Ⅰ的自由端跨过所述定滑轮Ⅰ后与所述转轮固定连接时，拉绳Ⅰ带动两所述弹簧测力计、纸板沿所述滑轨的长度方向进行匀速直线运动；当所述拉绳Ⅰ的自由端跨过所述定滑轮Ⅰ后与另一所述砝码固定连接时，两所述弹簧测力计、纸板处于静止状态。

进一步的，所述转轮与所述定滑轮Ⅰ置于同一竖线上，转轮中部设有与其固定连接的横轴；所述矩形竖板的另一侧固定连接有与所述转轮置于同一水平线上的匀速马达，匀速马达的输出轴穿过矩形竖板后与转轮的横轴固定连接。

进一步的，所述连接杆的一端固定连接滑动块，滑动块的两侧对称设置两用于容纳滚珠的球形槽；所述滑轨内沿长度方向设有用于容纳滑动块的导槽，导槽的两侧壁沿长度方向均设有与相邻的所述滚珠相配合的滑槽；所述滑轨下表面沿长度方向设有与所述导槽贯通的开口；所述连接杆的另一端穿过开口向下延伸并粘接在相邻的所述弹簧测力计靠近所述矩形竖板的面上。

进一步的，所述矩形竖板的下方对称设置两与其固定连接的支座。

本实用新型具有如下有益效果：

1、通过滑轨、转轮与匀速马达的配合，能够使纸板进行平稳的匀速直线运动，便于探究在匀速直线运动状态下二力平衡的条件；通过将纸板设置与两弹簧测力计之间，又使两弹簧测力计与滑轨滑动连接并能沿其长度方向进行位移，以减少弹簧测力计、纸板自身重量对实验产生的影响，同时通过弹簧测力计示数的变化直观反馈纸板在匀速直线运动状态下，达到二力平衡的条件；本实用新型还能通过定滑轮Ⅰ、定滑轮Ⅱ、两弹簧测力计、滑轨、纸板、砝码之间的配合，探究当物体处于静止状态时二力平衡的条件。

2、在矩形竖板上进行实验演示，便于观察和展示纸板在处于静止状态时、处于匀速直线运动状态时二力平衡的条件。

附图说明

图1为本实用新型探究匀速直线运动状态下二力平衡条件的整体结构示意图。

图2为图1的省略纸板的A-A处剖视图。

图3为图2的B处局部放大图。

图4为本实用新型探究静止状态下二力平衡条件的整体结构示意图。

图中附图标记表示为：

1、矩形竖板；11、定滑轮Ⅰ；12、定滑轮Ⅱ；13、支座；14、转轮；141、横轴；2、砝码；3、滑轨；31、导槽；32、滑槽；33、开口；4、弹簧测力计；41、勾部；5、纸板；51、环状部件；6、拉绳Ⅰ；6’、拉绳Ⅱ；7、匀速马达；71、输出轴；8、连接杆；81、滑动块；82、球形槽；83、滚珠；9、桌子。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本实用新型进行详细的说明。

参见图1-4，一种二力平衡演示器，包括矩形竖板1、砝码2；所述矩形竖板1的一侧上部固定连接有对称设置且置于同一水平线上的定滑轮Ⅰ11和定滑轮Ⅱ12；所述定滑轮Ⅰ11和定滑轮Ⅱ12之间设有两弹簧测力计4，两弹簧测力计4之间设有纸板5；两所述弹簧测力计4设有勾部41的一端相对设置，两勾部41均通过环状部件51固定连接在所述纸板5的中部两侧；两所述弹簧测力计4的上方设有与所述矩形竖板1固定连接的滑轨3，滑轨3沿矩形竖板1的长度方向设置，两弹簧测力计4均通过若干连接杆8与滑轨3滑动连接；所述定滑轮Ⅰ11下方设有与所述矩形竖板1相连的匀速转动的转轮14；两所述弹簧测力计4相背离的端部分别固定连接拉绳Ⅰ6、拉绳Ⅱ6’；所述拉绳Ⅱ6’的自由端跨过所述定滑轮Ⅱ12后与所述砝码2固定连接；当所述拉绳Ⅰ6的自由端跨过所述定滑轮Ⅰ11后与所述转轮14固定连接时，拉绳Ⅰ6带动两所述弹簧测力计4、纸板5沿所述滑轨3的长度方向进行匀速直线运动；当所述拉绳Ⅰ6的自由端跨过所述定滑轮Ⅰ11后与另一所述砝码2固定连接时，两所述弹簧测力计4、纸板5处于静止状态。

进一步的，所述转轮14与所述定滑轮Ⅰ11置于同一竖线上，转轮14中部设有与其固定连接的横轴141；所述矩形竖板1的另一侧固定连接有与所述转轮14置于同一水平线上的匀速马达7，匀速马达7的输出轴71穿过矩形竖板1后与转轮14的横轴141固定连接。

进一步的，所述连接杆8的一端固定连接滑动块81，滑动块81的两侧对称设置两用于容纳滚珠83的球形槽82；所述滑轨3内沿长度方向设有用于容纳滑动块81的导槽31，导槽31的两侧壁沿长度方向均设有与相邻的所述滚珠83相配合的滑槽32；所述滑轨3下表面沿长度方向设有与所述导槽31贯通的开口33；所述连接杆8的另一端穿过开口33向下延伸并粘接在相邻的所述弹簧测力计4靠近所述矩形竖板1的面上。

进一步的，所述矩形竖板1的下方对称设置两与其固定连接的支座13。

本实用新型的工作原理：

参见图1-4，实验时，将矩形竖板1放置在桌子9上，将两弹簧测力计4置于定滑轮Ⅰ11和定滑轮Ⅱ12之间，使两弹簧测力计4带有勾部41的一端相对设置，两勾部41均通过环状部件51固定连接在纸板5中部两侧，环状部件51可以是穿过纸板5后两头打结的棉线圈，可以是穿过纸板5的铁环；使两弹簧测力计4与滑轨3均通过若干连接杆8滑动连接，以保持两弹簧测力计4在沿着滑轨3进行横向位移时的稳定性：将弹簧测力计4带有刻度的面朝向观察实验的人员，在每个弹簧测力计4靠近矩形竖板1的面的两端均粘接连接杆8；每个连接杆8带有滑动块的81一端均滑动套设在滑轨3的导槽31内，并通过设置在滑动块81两侧的滚珠83与相邻的导槽31内壁上的滑槽32的配合，带动弹簧测力计4在滑轨3上进行横向位移。通过弹簧测力计4与滑轨3的滑动连接，能减少弹簧测力计4和纸板5自身重量，弹簧测力计4与滑轨3之间的摩擦力对实验的影响。

在两弹簧测力计4相背离的端部分别固定连接拉绳Ⅰ6、拉绳Ⅱ6’，其中，拉绳Ⅰ6的另一端跨过定滑轮Ⅰ11后与匀速转动的转轮14固定连接；拉绳Ⅱ6’的自由端跨过定滑轮Ⅱ12后与砝码2固定连接。

转轮14置于定滑轮Ⅰ11的下方与其置于同一竖线上，转轮14中部横轴141与匀速马达7的输出轴71固定连接，转轮14能在匀速马达7的带动下进行匀速转动，从而收卷与转轮14固定连接的拉绳Ⅰ6，通过拉绳Ⅰ6带动两弹簧测力计4及纸板5在滑轨3上往靠近定滑轮Ⅰ11的方向运动并保持匀速直线，在此前提下，可以通过改变砝码2的数量、转动纸板5、将纸板5剪开的方式，观察两弹簧测力计4上的示数变化、纸板5运动状态的变化，以探究当纸板5进行匀速直线运动时，力的大小、力的方向、力是否作用在同一物体上对二力平衡的影响。

本实用新型还可以用于探究处于静止状态下达到二力平衡的条件：可以将拉绳Ⅰ6的自由端与转轮14脱离，在拉绳Ⅰ6、拉绳Ⅱ6’的自由端均固定连接砝码2，通过分别在拉绳Ⅰ6和拉绳Ⅱ6’自由端挂设不同数量的砝码2、在拉绳Ⅰ6和拉绳Ⅱ6’自由端挂设相同数量的砝码2时转动纸板5、在拉绳Ⅰ6和拉绳Ⅱ6’自由端挂设相同数量的砝码2时将纸板5剪开的方式，观察两弹簧测力计4上示数的变化、纸板5运动状态的变化，以探究当纸板5处于静止状态时，力的大小、力的方向、力是否作用在同一物体上对二力平衡的影响。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种二力平衡演示器，包括矩形竖板(1)、砝码(2)；所述矩形竖板(1)的一侧上部固定连接有对称设置且置于同一水平线上的定滑轮Ⅰ(11)和定滑轮Ⅱ(12)；所述定滑轮Ⅰ(11)和定滑轮Ⅱ(12)之间设有两弹簧测力计(4)，两弹簧测力计(4)之间设有纸板(5)；两所述弹簧测力计(4)设有勾部(41)的一端相对设置，两勾部(41)均通过环状部件(51)固定连接在所述纸板(5)的中部两侧，其特征在于：两所述弹簧测力计(4)的上方设有与所述矩形竖板(1)固定连接的滑轨(3)，滑轨(3)沿矩形竖板(1)的长度方向设置，两弹簧测力计(4)均通过若干连接杆(8)与滑轨(3)滑动连接；所述定滑轮Ⅰ(11)下方设有与所述矩形竖板(1)相连的匀速转动的转轮(14)；两所述弹簧测力计(4)相背离的端部分别固定连接拉绳Ⅰ(6)、拉绳Ⅱ(6’)；所述拉绳Ⅱ(6’)的自由端跨过所述定滑轮Ⅱ(12)后与所述砝码(2)固定连接；当所述拉绳Ⅰ(6)的自由端跨过所述定滑轮Ⅰ(11)后与所述转轮(14)固定连接时，拉绳Ⅰ(6)带动两所述弹簧测力计(4)、纸板(5)沿所述滑轨(3)的长度方向进行匀速直线运动；当所述拉绳Ⅰ(6)的自由端跨过所述定滑轮Ⅰ(11)后与另一所述砝码(2)固定连接时，两所述弹簧测力计(4)、纸板(5)处于静止状态。

2.根据权利要求1所述的一种二力平衡演示器，其特征在于：所述转轮(14)与所述定滑轮Ⅰ(11)置于同一竖线上，转轮(14)中部设有与其固定连接的横轴(141)；所述矩形竖板(1)的另一侧固定连接有与所述转轮(14)置于同一水平线上的匀速马达(7)，匀速马达(7)的输出轴(71)穿过矩形竖板(1)后与转轮(14)的横轴(141)固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种二力平衡演示器，其特征在于：所述连接杆(8)的一端固定连接滑动块(81)，滑动块(81)的两侧对称设置两用于容纳滚珠(83)的球形槽(82)；所述滑轨(3)内沿长度方向设有用于容纳滑动块(81)的导槽(31)，导槽(31)的两侧壁沿长度方向均设有与相邻的所述滚珠(83)相配合的滑槽(32)；所述滑轨(3)下表面沿长度方向设有与所述导槽(31)贯通的开口(33)；所述连接杆(8)的另一端穿过开口(33)向下延伸并粘接在相邻的所述弹簧测力计(4)靠近所述矩形竖板(1)的面上。

4.根据权利要求1至3中任一所述的一种二力平衡演示器，其特征在于：所述矩形竖板(1)的下方对称设置两与其固定连接的支座(13)。