[实用新型]一种物理学中杠杆原理的演示装置

说明书

本实用新型实施例公开了一种物理学中杠杆原理的演示装置，所述杠杆原理演示装置包括放置在台面上的支架和安装在支架上的平衡杆组件，所述平衡杆组件包括两个平衡杆，所述第一平衡杆的中部转动连接在立柱上，并在第一平衡杆的右半部上滑动连接有滑轮组，所述第二平衡杆的中部转动连接在立柱上，并在第二平衡杆内设置有三个滑动件，由三个滑动件各自连接一个托盘组成一组施力机构，且第三组施力机构中的托盘连接线依次绕过滑轮组并连接在第三滑动件上。本实用新型通过设置两个平衡杆和三组施力机构，从而实现单侧、双侧力臂与力垂直或非垂直状态的杠杆原理演示，也可以实现多于两个力的杠杆原理演示，提升学生的动手操作能力和理解能力。

技术领域

本实用新型涉及物理教学用具技术领域，具体涉及一种物理学中杠杆原理的演示装置。

背景技术

在物理教学中，演示杠杆原理可以让学生更加形象地理解杠杆的定理，杠杆原理是物理知识中重要的原理之一，现有的杠杆原理演示装置为一个杠杆两边设有砝码，通过变换砝码的重量和距离来研究杠杆的平衡条件。但是这种杠杆原理演示装置结构过于简单，只能实现双侧力臂与力垂直情况下的演示，难以实现单侧力臂与力垂直或非垂直状态的杠杆原理演示，不能演示多于两个力的情景，装置的演示效果差，不利于学生的理解与学习。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种物理学中杠杆原理的演示装置，用以解决现有杠杆原理演示装置结构过于简单的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供一种物理学中杠杆原理的演示装置，所述杠杆原理演示装置包括放置在台面上的支架和安装在支架上的平衡杆组件，所述支架由底座和沿底座中心轴线设置的立柱组成，所述立柱的下端固接在底座的上表面上，所述平衡杆组件包括第一平衡杆和设置在第一平衡杆正下方的第二平衡杆，所述第一平衡杆的中部转动连接在立柱上，并在第一平衡杆的右半部上滑动连接有连接杆，所述连接杆的一端置于第一平衡杆的内部，另一端穿过第一平衡杆并置于第一平衡杆的前侧，使连接杆垂直于第一平衡杆的前壁，所述连接杆的两端上均转动连接有滑轮，所述第二平衡杆的中部转动连接在立柱上，并在第二平衡杆的左半部内滑动连接有第一滑动件，所述第一滑动件的正下方设有连接线连接的第一托盘，在第二平衡杆的右半部内分别滑动连接有第二滑动件和第三滑动件，所述第二滑动件的正下方设有连接线连接的第二托盘，所述连接杆前端的正下方设有第三托盘，所述第三托盘的连接线依次绕过连接杆前端的滑轮和后端的滑轮并连接在第三滑动件上。

通过采用上述技术方案，设置两个转动连接在立柱上的平衡杆，使平衡杆可在竖直面内自由转动，并在第二平衡杆内设置滑动件，由第二平衡杆左半部内的第一滑动件和连接在其正下方的第一托盘组成第一组施力机构，由第二平衡杆右半部内的第二滑动件和连接在其正下方的第二托盘组成第二组施力机构，由第二平衡杆右半部内的第三滑动件和连接在其上方的第三托盘组成第三组施力机构，其中利用在第一平衡杆上滑动连接的滑轮组，将第三组施力机构中托盘的连接线绕过滑轮组并扣在第三滑动件上，通过移动滑轮组的位置，使第三组施力机构可以为平衡系统施加与力臂非垂直的力。相较于现有杠杆原理演示装置为一个杠杆两边设有砝码的结构，上述方案利用两个平衡杆，只需向托盘中增减砝码，可以通过第一组施力机构和第二组施力机构组合实现双侧力臂与力垂直状态的杠杆原理演示；通过第二组施力机构和第三组施力机构组合实现单侧力臂与力垂直状态的杠杆原理演示(此时第三组施力机构中的连接线为垂直于第二平衡杆的状态)；通过第二组施力机构和第三组施力机构组合实现单侧力臂与力非垂直状态的杠杆原理演示(此时移动滑轮组，使第三组施力机构中的连接线与第二平衡杆呈夹角状态)；通过第一组施力机构、第二组施力机构以及第三组施力机构组合实现多于两个力的垂直和非垂直状态下的杠杆原理演示。因此上述方案的杠杆原理演示装置即能实现单侧、双侧力臂与力垂直状态的杠杆原理演示，也能实现单侧、双侧力臂与力非垂直状态的杠杆原理演示，甚至可以实现多于两个力的杠杆原理演示，提高了课堂上关于杠杆原理的演示效果，可以让学生直观感受物理学的原理和魅力，提升学生的动手操作能力和理解能力。