[实用新型]轻杆演示装置

说明书

本实用新型提供一种轻杆演示装置，该演示装置是一根一端连接研究对象，另一端可自由转动的轻质杆。该装置的轻质杆可以绕一端自由旋转并且在任意位置保持平衡。该演示装置包含一个可以固定住轻质杆的固定支架，不安装固定支架时，轻质杆可以自由转动成为自由轻杆模型，安装定支架后轻质杆一端固定成为约束轻杆模型。该装置的支座上安装有强磁铁A可以借助强磁铁A将装置吸附在黑板上。该装置设有两种接头，一种安装有滑轮，可以和轻绳相配合演示中学物理中的轻绳轻杆问题，另一种是与小球相配合的夹头，可以夹住金属球用于演示小球和轻杆的运动问题。该装置结构简单，操作方便，演示原理直观，适用于中学物理中的力学演示。

技术领域

本实用新型涉及一种力学教学演示装置，特别是一种轻杆演示装置。

背景技术

在中学物理中常常涉及到一个轻杆的概念，轻杆是由各种实际情况中的杆抽象出来的一种理想化的物理模型，在现实生活中并不存在。轻杆模型主要特征是硬和轻，即轻杆既能承受拉力又能承受压力，并且轻杆不会发生弯曲也不能伸长或压缩；轻杆的质量可以视为零，在实验中可以不考虑轻杆质量和重力的影响，并且同一轻杆的两端及其中间各点的张力大小都相同。

轻杆可以分为自由轻杆和约束轻杆，自由轻杆是指一端连接研究对象，另一端可以自由转动的杆；约束轻杆是指一端连接研究对象，另一端不能转动或是在约束下可以转动的杆。轻杆模型相关的问题在中学物理中有相当重要的地位，且涉及的情景综合性较强，物理过程复杂，能很好地考查学生的综合分析能力，倍受命题专家重视。

由于轻杆是一个理想模型，现实并中不存在。在实际教学中缺少可以用来演示轻杆问题的仪器装置，老师往往只能通过语言描述和画示意图的方式对学生进行讲解，用这种方式教学过于抽象晦涩，学生难以理解，同时也对老师语言描述能力的考验。

基于上述现状，拟研制一款结构简单，操作方便，演示原理直观，适用于中学物理中的力学演示装置。该装置需要满足：能分别模拟自由轻杆和约束轻杆；在模拟自由轻杆时可以在任意位置保存平衡；能配合轻绳以及小球进行演示，能模拟各种受力及运动状态；可以吸附在黑板上。拟解决中学物理教学中缺乏轻杆演示装置的问题，为理论教学提供急需的课堂演示仪器，以达到理论与实验的完美结合，激发学生学习兴趣，提升教学效果的目的。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型的目的是提供一种轻杆演示装置，该装置结构简单，操作方便，演示原理直观，适用于中学物理中的力学演示。该演示仪能分别模拟自由轻杆和约束轻杆；模拟自由轻杆时可以在任意位置保存平衡；同时能和轻绳以及小球相配合进行演示，模拟各种受力及运动状态；可以吸附在黑板上进行形象直观的演示。适用于中学物理教学中在课堂上进行演示。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供轻杆演示装置。其中该演示仪包括：轻杆底座、平衡旋钮、轻质杆、金属球、圆球夹头、滑轮接头、强磁铁A、转轴、固定底座、固定支架、强磁铁B。

所述轻质杆安装在转轴上，转轴通过轴承安装在轻杆底座上，转轴可以带动轻质杆以转轴为圆心自由旋转；强磁铁A安装在轻杆底座上，底座可依靠强磁铁A吸附在黑板上；平衡旋钮通过螺纹安装在轻质杆上起配重的作用，转动平衡旋钮可以改变平衡旋钮在轻质杆上的位置以调节平衡；平衡轻质杆一端安装圆球夹头或滑轮接头；圆球夹头可以夹住金属球；滑轮接头上设有可自由旋转的滑轮，滑轮上开有凹槽，可以方便的缠绕细绳；强磁铁B安装在固定底座上，固定底座借助强磁铁B可以吸附在黑板上；固定支架安装在固定底座上，固定支架可以夹住轻质杆。

本实用新型的效果是：

(1)轻质杆可以自由旋转成为自由轻杆。

(2)轻质杆可以由固定支架固定后成为约束轻杆。一个仪器同时完成约束轻杆和自由轻杆的演示。

(3)整个装置可以依靠强磁铁吸附在黑板或白板上。