[发明专利]一种理论力学力偶平衡的教具

说明书

技术领域

本发明涉及一种理论力学力偶平衡的教具，属于教学用具领域。

背景技术

力偶平衡是理论力学当中一个应用性较强的知识点，是力系平衡当中的重要基础理论之一，在诸多生活和工程领域中有着广泛的应用。但这个理论似乎比较抽象，真正掌握也比较困难。由于过去理论力学基本上没有针对力偶的实验课，工科学生学习这门理论觉得比较枯燥，影响学习效果。

发明内容

为了克服现有教学中力偶平衡知识点理解上存在的缺点，本发明提供一种能够帮助学生理解和掌握力偶平衡的知识点的理论力学力偶平衡的教具。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种理论力学力偶平衡的教具，其特征在于：包括底板以及设置在底板上的圆盘、固定件、可调力偶装置和约束力力偶装置；所述的圆盘的中心轴固定在所述的底板上，所述的圆盘上沿径向方向上固设有第一磁条和第二磁条，所述的固定件的一端固定所述的第一磁条，另一端通过直线轴承与固定在底板上的第一立杆连接；

所述的约束力力偶装置包括弹簧和夹片，所述的弹簧的一端固定在所述的底板上的第二立杆上，另一端固定在所述的圆盘上的第三立杆上；所述的夹片上开设有导槽，且所述的夹片的一端固定在所述的底板上的第四立杆上，所述的圆盘上设置有与所述的导槽相配合的滚子，所述的滚子可在所述的导槽内滑动；所述的弹簧通过夹片给所述的圆盘提供第一力矩；

所述的可调力偶装置包括钩码、磁铁和细线，所述的磁铁与所述的第二磁条相吸，所述的细线连接所述的钩码和磁铁，所述的钩码的重力给所述的圆盘提供第二力矩，所述的弹簧提供的第一力矩方向与所述的钩码的第二力矩方向相反。

进一步，所述的圆盘的中心轴通过轴承固定在所述的底板上。

进一步，所述的底板上设置有一支架，所述的支架上饶有所述的细线，所述的细线的一端连接钩码，另一端连接磁铁。

进一步，所述的固定件为U型结构，所述的U型结构的折弯底部通过直线轴承固设在第一立杆上，开口端的一侧与第一磁条固定。

本发明将圆盘设为力偶平衡的研究对象，弹簧的张力和滚子对导槽的约束力提供一组额定力偶，钩码的重力和中心轴的约束力提供另一组可调力偶。当固定件被提起时，可以通过观察圆盘是否转动来判断力偶是否平衡。这里学生可以通过改变钩码的大小和数量、改变磁铁在第二磁条上的位置来调节可调力偶。

本发明的有益效果在于：本发明让学生通过对力偶大小的实际计算和操作，来更好地理解和掌握力偶平衡的知识点，可以在工科院校在开设理论力学实验课时推广应用。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图。

图2是本发明主视图。

具体实施方式

参照图1和图2，一种理论力学力偶平衡的教具，包括底板以及设置在底板1上的圆盘4、固定件5、可调力偶装置3和约束力力偶装置2；所述的圆盘4的中心轴固定在所述的底板1上，所述的圆盘4上沿径向方向上固设有第一磁条41和第二磁条42，所述的固定件5的一端固定所述的第一磁条41，另一端通过直线轴承与固定在底板1上的第一立杆11连接；

所述的约束力力偶装置2包括弹簧21和夹片22，所述的弹簧21的一端固定在所述的底板1上的第二立杆12上，另一端固定在所述的圆盘4上的第三立杆24上；所述的夹片22上开设有导槽23，且所述的夹片22的一端固定在所述的底板1上的第四立杆13上，所述的圆盘4上设置有与所述的导槽23相配合的滚子14，所述的滚子14可在所述的导槽23内滑动；所述的弹簧21通过夹片22给所述的圆盘4提供第一力矩；

所述的可调力偶装置3包括钩码31、磁铁33和细线32，所述的磁铁33与所述的第二磁条42相吸，所述的细线32连接所述的钩码31和磁铁33，所述的钩码31的重力给所述的圆盘4提供第二力矩，所述的弹簧21提供的第一力矩方向与所述的钩码31的第二力矩方向相反。

进一步，所述的圆盘4的中心轴通过轴承6固定在所述的底板1上。

进一步，所述的底1板上设置有一支架34，所述的支架34上饶有所述的细线32，所述的细线32的一端连接钩码31，另一端连接磁铁33。

进一步，所述的固定件5为U型结构，所述的U型结构的折弯底部通过直线轴承固设在第一立杆11上，开口端的一侧与第一磁条41固定。