[实用新型]一种演示力臂概念的新型杠杆

说明书

本实用新型公开了一种演示力臂概念的新型杠杆，包括：杠杆、第一钩码和拉力计，还包括：具有多个圆环标线的圆盘，所述圆盘位于所述杠杆的背部，且所述圆盘的中心与所述杠杆的中心支点转动连接，所述圆环标线与所述杠杆两侧的刻度线相对应；其中，所述杠杆的中心支点两侧对称开设有缝隙，可使上绳套和下绳套左右移动来改变力臂的长度；所述缝隙在所述杠杆刻度线的对应位置处开设有上下对应的上限位凹槽和下限位凹槽，可分别卡住上绳套和下绳套不滑动。所述拉力计用于钩住所述上绳套，所述第一钩码用于钩住下绳套。本实用新型通过杠杆和圆盘的结合，能够形象演示力臂概念，帮助学生建立并掌握力臂概念，提高教学效果。

技术领域

本实用新型涉及教学仪器技术领域，尤其涉及一种演示力臂概念的新型杠杆。

背景技术

力臂是支点到力的作用线的距离，是杠杆学习中的一个重要概念，但是力臂概念的建立历来很困难，困难之处在于：当杠杆水平，改变力的方向使拉力的方向倾斜向上时，支点到力的作用线的距离学生不能观察到，从而不能形成清晰的表象，所以建立力臂的概念历来成为杠杆学习中的难点。

目前学习力臂的方法通常是：1、直接告诉学生；2、变换异形杠杆；3、运用力矩盘。上述方法均存在一些问题，不能很好的帮助学生建立力臂概念：方法1，直接告诉当然不可取，学生无法体会到引入力臂概念的必要性；方法 2，只能做一次实验，不能进行多次实验，并且操作起来非常困难，而概念是归纳概括出来的，所以要能够进行多次实验；方法3，使用力矩盘可以进行多次实验，通过多次改变力的方向时拉力的方向始终过同一个圆环标线，观察到当拉力的方向沿着同一个圆的切线时，尽管拉力的方向变化，但是力的大小却没有变化，但是对于初学者无法认识到力矩盘本质上是一个杠杆，对于老师的演示实验不认可。

发明内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的问题，提供一种演示力臂概念的新型杠杆，通过杠杆和圆盘的结合，能够形象演示力臂概念，帮助学生建立并掌握力臂概念，提高教学效果。

为了实现本实用新型的上述目的，提供以下技术方案：

一种演示力臂概念的新型杠杆，包括：杠杆、第一钩码，还包括：具有多个圆环标线的圆盘；所述圆盘位于所述杠杆的背部，且所述圆盘的中心与所述杠杆的中心支点转动连接；所述圆环标线与所述杠杆两侧的刻度线相对应；

其中，所述杠杆的中心支点两侧对称开设有缝隙，上绳套和下绳套穿过所述缝隙分别套住所述杠杆的上半部分和下半部分；所述上绳套和下绳套可在所述缝隙内滑动，所述第一钩码用于钩住所述下绳套。

优选的，所述缝隙在所述杠杆刻度线的对应位置处开设有上下对应的上限位凹槽和下限位凹槽，可分别卡住所述上绳套和下绳套不滑动。

优选的，还包括，悬挂在所述杠杆中心的重锤线。

优选的，还包括拉力计，所述拉力计用于钩住所述上绳套。

或者，优选的，还包括定滑轮和绕过所述定滑轮的挂线；所述挂线的一端用于钩住所述上绳套，另一端钩住第二钩码。

优选的，所述圆盘的背部为磁吸结构。

优选的，所述拉力计的背部为磁吸结构。

优选的，所述定滑轮为磁性定滑轮。

优选的，所述拉力计为弹簧测力计。

本实用新型的有益效果体现在以下方面：

本实用新型利用杠杆和圆盘结合，通过圆盘的同心设置的圆环标线能够形象演示力臂的概念；在演示改变力的方向时，首先演示上绳套的位置不变，拉力的方向总是过同一个圆环标线，学生观察到杠杆平衡时拉力的大小保持不变；再演示上绳套的位置改变，拉力的方向总是过另外一个圆环标线，学生再次观察到杠杆平衡时拉力的大小保持不变，通过多次演示帮助学生建立力臂概念。

附图说明