一种物理教学力学测试装置的制作方法

本实用新型属于中学生物理教学用实验教具技术领域，具体涉及一种物理教学力学测试装置。

背景技术：

力学是物理课程中比较重要的一部分，力的合成与分解尤其是力学中的重点部分，由于力的合成与分解是比较抽象的，语言和图形描述比较难理解，目前针对力的合成与分解的教具较少，且一般的实验器材都是针对同一平面上，两个或者多个力的合成进行实验，不能满足现在高质量的要求。

随着教学质量标准的不断提高，尽早让学生了解认识到三维情景下的受力分析，对于培养和提高学生的空间想象力是今后教育的一个基础，在三维情境下验证力的合成遵循平行四边形定则、以及合力与弹力是否在误差范围内，从而培养学生用于探索的科学精神和空间想象力。

有鉴于此，特提出本发明。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种物理教学力学测试装置，通过三维立体模型验证力的合成是否遵循平行四边形定则，本装置结构简单、学生容易理解、易于推广。

本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：包括圆形底座，圆形底座上均匀设置有多个支柱，每个支柱的顶端安装有定滑轮，定滑轮的凹槽朝向圆形底座的圆心；

圆形底座顶面中心位置设置有固定座，固定座上固定有弹簧测力计，弹簧测力计的顶端连接有细线，细线绕过定滑轮其自由端连接有砝码。

进一步的，圆形底座表面均匀设置有多条t型槽，每条t型槽内安装有滑块，滑块与支柱的底端固定连接。

进一步的，圆形底座顶面均匀设置有多个螺栓槽，螺栓槽与滑块通过螺栓固定。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1、本实用新型能够在三维立体情景下，通过改变砝码重量和/或滑块的位置，稳定时，测出细线之间的夹角以及砝码的重量，在根据平行四边形定则计算出其合力，验证其合力是否与稳定时弹簧测力计的弹力相同或者在误差范围内。

2、本实用新型能够在三维立体情景下演示多个力的合成与分解，在合力弹簧测力计数值一定的情况下，通过改变分力滑块的位置和砝码的重量，平衡时，学生可以根据砝码的重量计算出分力在不同角度时的大小，能够快速的引导同学们建立力的合成与分解的概念，能够提高教学效率。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型主视图；

图3是本实用新型俯视图。

图中：1、圆形底座；2、支柱；3、弹簧测力计；4、定滑轮；5、细线；6、砝码；7、螺栓；11、t型槽；12、螺栓槽；13、固定座；21、滑块。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本实用新型。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本实用新型的概念。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例：一种物理教学力学测试装置，包括圆形底座1，所述圆形底座1上均匀设置有多根支柱2，每根支柱2的顶端安装有定滑轮4，每个定滑轮4的凹槽朝向圆形底座的圆心；圆形底座1顶面中心位置设置有固定座13，固定座13上固定有弹簧测力计3，弹簧测力计3的顶端连接有细线5，细线5绕过定滑轮4其自由端连接有砝码6，优选的细线5绕过定滑轮4的端部设置有砝码钩，砝码钩上设有带钩砝码6，方便根据需要更换不同重量和数量的砝码6。

如图1-3所示，本实施例在圆形底座1上均匀设置有四条t型槽11，每条t型槽11内安装有可滑动的滑块21，所述滑块21的横截面呈“工”型，滑块21的顶端与支柱2的底端固定连接，圆形底座1顶面均匀设置有多条螺栓槽12，用于固定圆形底座1与滑块21，所述螺栓槽12为t型螺栓槽，所述t型螺栓槽12均匀分布在滑块21的两侧，螺栓7的头部卡在t型螺栓槽12内，通过与螺栓7相配合的螺母将滑块21与圆形底座1可拆卸的连接。通过以上设置能够改变滑块21的位置，演示不同三维立体情景状态下力的合成与分解。

如图1-3所示，实验时，确定滑块21位置后，通过螺栓7将滑块21可拆卸的固定在圆形底座1上，两根细线5的一端固定在弹簧测力计3的顶端，两根细线5的另一端分别绕过任意一个支柱2顶端的定滑轮4，并在绕过定滑轮4的细线5端部悬挂适当数量的砝码6；等稳定时，测量出细线5之间夹角以及砝码6的重量，并读取此时弹簧测力计的数值，然后根据平行四边形定则，计算出此时合力的大小，并与弹簧测力计的数值进行对比，以验证其计算的合力是否与稳定时弹簧测力计数值相同或者在误差范围内。另外还可以在保持弹簧测力计数值一定时，通过调节滑块21的位置以及砝码6的重量，等达到平衡时，学生可以根据砝码的重量计算出分力在不同角度时的大小，能够快速的引导同学们建立力的合成与分解的概念，能够提高教学效率。

本装置也可以演示三维立体状态下三个或者四个力的合成与分解实验。例如当有三个分力时，三根细线5的一端固定在弹簧测力计3的顶端，三根细线5的另一端分别绕过任意一个支柱2顶端的定滑轮4，并在绕过定滑轮4的细线5端部悬挂适当数量的砝码6；等到稳定时，测量出每两根细线5之间的夹角以及砝码6的重量，并在绘图板画出测量的结果，根据平行四边形定则求出任意两条细线的合力，同样在利用平行四边形定则求出其合力与第三根细线的总合力，最后将其总合力与稳定时弹簧测力计的数值进行对比，以验证所求总合力是否与弹簧测力计的数值相吻合，从而验证在三维立体情境下力的合成与分解是否遵循平行四边形定则。同理，本装置也可以验证三维情境下四个分力的合成与分解是否遵循平行四边形定则。

本实施例设置有四个支柱只是一种典型的应用，并不是对本新型的限制，如需验证超过四个分力的情景，可根据需要在圆形底座1上均匀设置即可。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。