弹力与弹簧伸长量线性实验模拟装置的制作方法

本发明涉及弹力与弹簧伸长量线性实验装置领域，具体是弹力与弹簧伸长量线性实验模拟装置。

背景技术：

在物理课堂教学中，实验环节即使帮助学生掌握知识的关键部分，也是考试的重要环节。其中，在关于力学的经典实验中，弹力与弹簧伸长量线性关系验证实验是对力学学习不可缺少的关键实验。

在这一实验中，通常需要用到的试验器械包括铁架台、弹簧、砝码、直尺、坐标纸等，这些试验器械不但种类零散、数目繁多，不但难以组装和操作，而且实验的误差较大，实验的效率、结果均不理想。分析其原因主要包括：

首先，使用弹簧、铁架台等器械进行实验，组装起来非常费时，浪费大量的精力和时间，耽误学习进度。

其次，铁架台的固定效果较差，弹簧在自由垂落时很容易因为外力的干扰而晃动，给读数的确定带来难度。同时，使用者需要在实验过程中，使用刻度尺比对读数，读数时要保持装置的实验进程状态，即要在砝码钩挂在弹簧上时，并等待弹簧稳定后进行读数，显然浪费较多时间，且弹簧很难完全静止和稳定，给人们读数带来较大难度。

再有，实验数据的获取主要依靠肉眼的比对和判断，且如上所述实验装置在读数时又要保持进度，这样一来视线的角度、比对点的人为判断等均成为造成误差主要因素。

最后，这一实验往往是考试的必考环节，然而考试中往往对实验进行一定变形，比如设置两个连接的弹簧进行出题。而现有的实验器材本来误差就比较大，数据的记录就难以准确，一旦多个弹簧串联，整个装置的稳定性就更差，其实验过程就更难控制，实验数据也更加不理想。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供弹力与弹簧伸长量线性实验模拟装置，它免安装使用，能够显著提高实验的效率和数据的准确率，且本装置易于操作和控制，有利于获得理想的实验效果。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

弹力与弹簧伸长量线性实验模拟装置，包括底板和拉簧，所述底板竖直设置且其表面设有白板，所述白板上标记有长度刻度，所述底板的顶部设有固定座，所述固定座上设有固定挂块，所述底板上设有与其沿长度方向滑动连接的活动座，所述活动座上设有活动挂块，所述拉簧的顶端与固定挂块钩挂连接，且所述拉簧的底端与活动挂块钩挂连接，所述活动座的下方设有与其可拆卸连接的拉杆，所述拉杆的表面设有斜齿，所述底板的下部设有控制盒，所述拉杆贯穿控制盒，所述控制盒的侧壁上设有与其转动连接的止回棘爪，所述止回棘爪上设有扇形齿轮，所述控制盒的前侧设有能够插拔的控制齿条，所述控制齿条与扇形齿轮相啮合。

所述控制盒的前侧侧面上设有第一通孔，所述控制齿条贯穿第一通孔，且所述控制齿条的外端设有圆形的弹簧座，所述弹簧座与控制盒之间设有复位弹簧，所述复位弹簧套在控制齿条上，当复位弹簧处于原始状态时，所述控制齿条与扇形齿轮相分离，所述控制盒的前侧侧面设有圆柱形的筒壳，所述筒壳内设有与其截面相适应的转盘，所述转盘与筒壳的内壁螺纹连接，所述转盘的里侧设有与弹簧座相适应的圆形槽，所述转盘的外侧设有旋柄。

所述固定座为正t字形，所述底板的顶端设有顶侧开口且与固定座相对应的卡槽，所述卡槽侧壁的顶部对称的设有上挡块，所述卡槽侧壁的底部对称的设有下挡块，所述卡槽的底面上设有销孔，所述固定座的背侧设有凹腔，所述凹腔内设有直线弹簧，所述直线弹簧的一端与凹腔的底面连接，且直线弹簧的另一端连接有弹簧销，所述弹簧销与销孔相配合使用。

所述固定挂块包括第一挂柱和第一挡盘，所述第一挂柱的外端与第一挡盘的里侧侧面固定连接，且所述第一挡盘的直径是第一挂柱直径的1.5～2.0倍。

所述底板上沿其长度方向设有滑槽，所述滑槽的顶端与卡槽的底侧相连通，所述滑槽的截面为内腔宽于开口宽度的t字形，所述活动座为与滑槽滑动连接的矩形板，所述活动座的里侧底面上设有与其转动连接的滚珠，所述活动座的外侧侧面上居中的设有活动挂块，所述活动挂块包括第二挂柱和第二挡盘，所述第二挂柱的内端与活动座固定连接，所述第二挂柱的外端与第二挡盘的里侧侧面固定连接，所述第二挡盘上环形阵列有腰型孔。

所述活动挂块的外侧居中的设有凹槽，所述凹槽为圆柱形且贯穿第二挂柱，所述凹槽的顶部设有内螺纹，所述凹槽内设有与其可拆卸连接的取数板，所述取数板包括对称设置与两侧的第一板体和第二板体，所述第一板体上设有用于观察长度刻度的放大镜，所述放大镜上沿长度方向居中的设有标记线，所述第二板体的外侧居中的设有划线槽，所述取数板的背侧居中的设有与内螺纹螺纹连接的安装头。

所述拉杆上相邻斜齿的距离为0.5mm～1.0mm。

所述拉杆的顶端设有上套环，所述拉杆的底端设有螺孔，所述拉杆的底端设有与其可拆卸连接的挂钩和挂环，所述挂钩和挂环的顶端均设有与螺孔螺纹连接的螺钉。

所述底板远离长度刻度的一侧设有插槽，所述插槽的开口处设有压杆，所述压杆的底侧的上下两端均设有橡胶垫条，所述插槽内设有与其相适应的记录卡，所述记录卡为表面复合有书写膜的塑料卡片。

所述底板的背侧居中的设有插座，所述底板的背侧可拆卸连接有固定支架，所述固定支架的顶端与插座活动插接。

对比现有技术，本发明的有益效果在于：

1、使用本装置进行弹力与弹簧伸长量线性关系验证实验时，不需要进行复杂的安装准备工作，直接将拉簧钩挂在固定座和活动座之间(或活动座和活动座之间)即可完成整个装置的组装，节省课上时间和精力。让老师和学生能够专注于实验。

本装置在实验中的具体使用方法为：

当进行单个拉簧的线性实验时：将一个拉簧钩挂在固定座和活动座之间，所述活动座在拉簧的底端起到承上启下的作用，一方面连接拉簧，另外一方面连接拉杆，将砝码轻轻钩挂在拉杆的底端，拉簧受力拉伸，拉杆在控制盒内向下滑动，到达平衡状态时，取下砝码，止回棘爪制动拉杆使拉杆，与拉簧双向作用于拉杆使其保持静止，实验者倾斜底板使其在合适的观察视线下进行读数和记录即可。再依次增加砝码的数量，重复上述读数操作环节。

当进行2个或多个拉簧的线性实验时：自上而下依次连接固定座-拉簧-活动座-拉簧(多个拉簧时，“活动座-拉簧”的单元按需增加)-活动座，将砝码轻轻钩挂在拉杆的底端，拉簧受力拉伸，拉杆在控制盒内向下滑动，到达平衡状态时，取下砝码，止回棘爪制动拉杆使拉杆，与拉簧双向作用于拉杆使其保持静止，实验者倾斜底板使其在合适的观察视线下进行读数和记录即可。再依次增加砝码的数量，重复上述读数操作环节。

实验结束后，当需要复位时，插入控制齿条，即可使控制齿条咬合扇形齿轮使其转动，进而使止回棘爪离开拉杆表面的斜齿，使拉杆自由。

首先，本装置通过与底板上下滑动的活动座，对整个装置的稳定性起到显著的提高效果，既能够防止拉簧的左右摆动，又能够防止钩码及拉杆的左右摆动，使装置快速的达到稳定平衡状态，提高实验效率和效果，避免外界因素的干扰。

同时，所述活动挂块和固定挂块的中心位置作为读数的参考点，稳定明确，能够增强判断的准确性。

其次，所述止回棘爪能自动阻止拉杆回缩，与拉簧共同作用使拉杆保持静止、稳定的状态，为读数提供了一个理想条件，提高人们判断的准确率。同时，由于拉杆的自动止动效果，使砝码平衡稳定后，人们不用弯腰屈身去节就装置进行读数，而可以倾斜或抬起本装置，通过舒适的姿势、合理的视线角度进行读数，减少由于视线高低造成的误差，方便实验操作。

2、所述控制齿条通过旋转旋柄进行控制：

当转动旋柄使转盘位于筒壳的外端时，所述复位弹簧将弹簧座顶离控制盒，从而使控制齿条通过第一通孔向外滑动，离开扇形齿轮，使扇形齿轮处于放松的状态，止回棘爪发挥其功能。

当转动旋柄使转盘螺纹旋转进入筒壳内，即压缩复位弹簧并将弹簧座向控制盒方向挤压靠近，从而使控制齿条插入第一通孔，并与扇形齿轮啮合，使止回棘爪的爪尖翘起离开拉杆表面，止回棘爪丧失其功能。

通过上述结构对控制杆进行控制，操作方法非常方便，旋转旋柄即可完成。同时，转盘与筒壳的螺纹连接关系，使人们停止对旋柄施力时，转盘仍然能够停留在当前的位置。即，当人们旋入旋柄并松开旋柄，止回棘爪能够保持失效，当人们旋出旋柄并松开旋柄，止回棘爪能够保持起效。使人们对拉杆的状态控制准确、方便。

3、由于固定座是对整个实验的固定部分，也是承重部分，故其相对底板安装后的稳定性就尤为重要。所述固定座自卡槽的顶侧开口处插入，所述上挡块能够在顶侧挡住固定座，所述下挡块能够在下侧挡住固定座，实现固定座在水平方向的限位，且所述弹簧销能够在竖直方向上对固定座进行限位，从而能够将固定座牢固的固定在卡槽内，实现整个实验过程中支撑点的有效固定，提高实验中的稳定性。同时，上述固定效果，通过直接插入固定座即可实现，不用再安装和使用额外的组件(如螺钉、卡扣等)，操作方便快捷。让老师和学生能够专注于实验。

4、所述活动座底面的滚珠，能够显著降低其与滑槽上下滑动的摩擦力，减少实验中的干扰因素。

所述活动座为大于第二挂柱的方板，在滑槽内时能够有效保持活动挂块相对地板的垂直状态。

由于作为承上启下的连接组件，为了减少对实验的影响，应当尽量减少活动座的重量，故活动座及活动挂块选用塑料组件，同时设置腰型孔和凹槽，在不影响其功能的前提下，既能节约成本，又能大大降低自身重量。

所述取数板根据需要灵活使用。由于其能够大大提高取数的便利性和准确性，故当需要使用时，将其螺纹安装在凹槽内，安装好后第一板体和第二板体处于两侧对称的水平状态，通过第一板体上的放大镜，能够放大长度刻度，使读数更加清晰。且第一板体上居中设置的水平标记线，使用红线突出显示，与活动挂块的中心相对应，通过标记线重合在长度刻度上方进行读数，相比在弹簧上的参考点与刻度不重合情况下，使用肉眼水平判断位置及读数，大大降低读数难度，且显著提高读数准确性。有利于获得较理想的实验数据。同时当需要记录数据及标记位置时，使用笔芯之间在划线槽内左右划线，底板上留下直线划线即可。划线槽的位置与标记线相对应，大大方便了人们快速的位置标记，相比肉眼判断标记，位置记录的准确性大大提高。

5、所述插槽内插入记录卡，即可将每次试验弹簧的长度标记在记录卡上，取代纸张的浪费，且记录卡表面可以重复使用，大大节约了资源。

6、所述固定支架插入插座，即可将本装置架立起在桌面上，使用方便。

附图说明

附图1是本发明使用一个拉簧的示意图。

附图2是本发明使用两个拉簧的示意图。

附图3是本发明的侧面结构示意图。

附图4是本发明底板的示意图。

附图5是本发明拉杆的示意图。

附图6是本发明活动座、活动挂块和取数板的正面示意图。

附图7是本发明的剖视图。

附图8是本发明活动座、活动挂块和取数板的爆炸示意图。

附图9是本发明拉簧的示意图。

附图10是本发明附图3的a部放大图。

附图11是本发明附图3的b部放大图。

附图中所示标号：

1、底板；2、拉簧；3、固定座；4、活动座；5、拉杆；6、控制盒；7、止回棘爪；8、扇形齿轮；9、控制齿条；10、弹簧座；11、复位弹簧；12、筒壳；13、转盘；14、旋柄；15、卡槽；16、上挡块；17、下挡块；18、销孔；19、直线弹簧；20、弹簧销；21、第一挂柱；22、第一挡盘；23、滑槽；24、滚珠；25、第二挂柱；26、第二挡盘；27、腰型孔；28、凹槽；29、第一板体；30、第二板体；31、放大镜；32、标记线；33、划线槽；34、安装头；35、套环；36、挂钩；37、挂环；38、插槽；39、压杆；40、记录卡；41、插座；42、固定支架。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

本发明所述是弹力与弹簧伸长量线性实验模拟装置，主体结构包括底板1和拉簧2，使用本装置进行弹力与弹簧伸长量线性关系验证实验时，不需要进行复杂的安装准备工作，直接将拉簧2钩挂在固定座3和活动座4之间(或活动座4和活动座4之间)即可完成整个装置的组装，节省课上时间和精力。让老师和学生能够专注于实验。所述底板1竖直设置且其表面设有白板，方便在白板上直接记录实验数据，或者标记弹簧的伸长长度，非常方便。所述白板上标记有长度刻度，所述底板1的顶部设有固定座3，所述固定座3上设有固定挂块，所述拉簧2的顶端与固定挂块钩挂连接，在顶端形成对拉簧2的支撑点，所述底板1上设有与其沿长度方向滑动连接的活动座4，所述活动座4上设有活动挂块，且所述拉簧2的底端与活动挂块钩挂连接，本装置通过与底板1上下滑动的活动座4，对整个装置的稳定性起到显著的提高效果，既能够防止拉簧2的左右摆动，又能够防止钩码及拉杆5的左右摆动，使装置快速的达到稳定平衡状态，提高实验效率和效果，避免外界因素的干扰。同时，所述活动挂块和固定挂块的中心位置作为读数的参考点，稳定明确，能够增强判断的准确性。所述活动座4的下方设有与其可拆卸连接的拉杆5，所述拉杆5的表面设有斜齿，所述底板1的下部设有控制盒6，所述拉杆5贯穿控制盒6，所述控制盒6的侧壁上设有与其转动连接的止回棘爪7，所述止回棘爪7能自动阻止拉杆5回缩，与拉簧2共同作用使拉杆5保持静止、稳定的状态，为读数提供了一个理想条件，提高人们判断的准确率。同时，由于拉杆5的自动止动效果，使砝码平衡稳定后，人们不用弯腰屈身去节就装置进行读数，而可以倾斜或抬起本装置，通过舒适的姿势、合理的视线角度进行读数，减少由于视线高低造成的误差，方便实验操作。所述止回棘爪7上设有扇形齿轮8，所述控制盒6的前侧设有能够插拔的控制齿条9，所述控制齿条9与扇形齿轮8相啮合。当需要复位时，插入控制齿条9，即可使控制齿条9咬合扇形齿轮8使其转动，进而使止回棘爪7离开拉杆5表面的斜齿，使拉杆5自由。

作为传递砝码拉力的拉杆5，对其的控制要方便使其保持在自由状态，或者保持在止回状态，才能有利于实验的进行。所述控制盒6的前侧侧面上设有第一通孔，所述控制齿条9贯穿第一通孔，且所述控制齿条9的外端设有圆形的弹簧座10，所述弹簧座10与控制盒6之间设有复位弹簧，所述复位弹簧套在控制齿条9上，当复位弹簧处于原始状态时，所述控制齿条9与扇形齿轮8相分离，所述控制盒6的前侧侧面设有圆柱形的筒壳12，所述筒壳12的外端设有挡环，所述筒壳12内设有与其截面相适应的转盘13，所述转盘13与筒壳12的内壁螺纹连接，所述转盘13的里侧设有与弹簧座10相适应的圆形槽，所述转盘13的外侧设有旋柄14。使所述控制齿条9通过旋转旋柄14进行控制：当转动旋柄14使转盘13位于筒壳12的外端时，所述复位弹簧将弹簧座10顶离控制盒6，从而使控制齿条9通过第一通孔向外滑动，离开扇形齿轮8，使扇形齿轮8处于放松的状态，止回棘爪7发挥其功能。当转动旋柄14使转盘13螺纹旋转进入筒壳12内，即压缩复位弹簧并将弹簧座10向控制盒6方向挤压靠近，从而使控制齿条9插入第一通孔，并与扇形齿轮8啮合，使止回棘爪7的爪尖翘起离开拉杆5表面，止回棘爪7丧失其功能。

通过上述结构对控制杆进行控制，操作方法非常方便，旋转旋柄14即可完成。同时，转盘13与筒壳12的螺纹连接关系，使人们停止对旋柄14施力时，转盘13仍然能够停留在当前的位置。即，当人们旋入旋柄14并松开旋柄14，止回棘爪7能够保持失效，当人们旋出旋柄14并松开旋柄14，止回棘爪7能够保持起效。使人们对拉杆5的状态控制准确、方便。

由于固定座3是对整个实验的固定部分，也是承重部分，故其相对底板1安装后的稳定性就尤为重要。所述固定座3为正t字形，通过与t字形的卡槽15相配合，其顶部较宽的结构，有利于承重。所述底板1的顶端设有顶侧开口且与固定座3相对应的卡槽15，所述固定座3自卡槽15的顶侧开口处插入，所述卡槽15侧壁的顶部对称的设有上挡块16，所述上挡块16能够在顶侧挡住固定座3，所述卡槽15侧壁的底部对称的设有下挡块17，所述下挡块17能够在下侧挡住固定座3，上挡块16和下挡块17共同实现固定座3在水平方向的限位，所述卡槽15的底面上设有销孔18，所述固定座3的背侧设有凹腔，所述凹腔内设有直线弹簧19，所述直线弹簧19的一端与凹腔的底面连接，且直线弹簧19的另一端连接有弹簧销20，所述弹簧销20与销孔18相配合使用。能够在竖直方向上对固定座3进行限位，从而能够将固定座3牢固的固定在卡槽15内，实现整个实验过程中支撑点的有效固定，提高实验中的稳定性。同时，上述固定效果，通过直接插入固定座3即可实现，不用再安装和使用额外的组件(如螺钉、卡扣等)，操作方便快捷。让老师和学生能够专注于实验。所述凹腔的底面上设有第二通孔，所述凹腔的开口处设有挡边，所述弹簧销20为楔形且暴露在凹腔外部，所述销头的内端设有固定杆和卡座，所述固定杆居中设置且套接在直线弹簧19内，所述第二通孔与固定杆相对应，所述卡座的截面为l形状，且所述挡边将卡座限位在凹腔内。所述卡座能将弹簧销20限制在固定座3上。

所述固定挂块包括第一挂柱21和第一挡盘22，所述第一挂柱21的外端与第一挡盘22的里侧侧面固定连接，用于挂拉簧2，且所述第一挡盘22的直径是第一挂柱21直径的1.5～2.0倍。用于挡住拉簧2防止其脱落。起到阻挡限位的效果。

所述底板1上沿其长度方向设有滑槽23，所述滑槽23的顶端与卡槽15的底侧相连通，取下固定座3，所述活动座4通过滑槽23顶端设置于卡槽15内的开口插入滑槽23内，拆装组合非常方便，所述滑槽23的截面为内腔宽于开口宽度的t字形，所述活动座4为与滑槽23滑动连接的矩形板，在滑槽23内时能够有效保持活动挂块相对地板的垂直状态。所述活动座4的里侧底面上设有与其转动连接的滚珠24，能够显著降低其与滑槽23上下滑动的摩擦力，减少实验中的干扰因素。所述活动座4的外侧侧面上居中的设有活动挂块，所述活动挂块包括第二挂柱25和第二挡盘26，所述第二挂柱25的内端与活动座4固定连接，所述第二挂柱25的外端与第二挡盘26的里侧侧面固定连接，由于作为承上启下的连接组件，为了减少对实验的影响，应当尽量减少活动座4的重量，故活动座4及活动挂块选用塑料组件，所述第二挡盘26上环形阵列有腰型孔27。在不影响其功能的前提下，既能节约成本，又能大大降低自身重量。

所述活动挂块的外侧居中的设有凹槽28，所述凹槽28为圆柱形且贯穿第二挂柱25，进一步减少组件重量，所述凹槽28的顶部设有内螺纹，所述凹槽28内设有与其可拆卸连接的取数板，所述取数板为透明塑料组件，不妨碍对下方的观察。所述取数板根据需要灵活使用。由于其能够大大提高取数的便利性和准确性，所述取数板包括对称设置与两侧的第一板体29和第二板体30，所述第一板体29上设有用于观察长度刻度的放大镜31，能够放大长度刻度，使读数更加清晰。所述放大镜31上沿长度方向居中的设有标记线32，使用红线突出显示，与活动挂块的中心相对应，通过标记线32重合在长度刻度上方进行读数，相比在弹簧上的参考点与刻度不重合情况下，使用肉眼水平判断位置及读数，大大降低读数难度，且显著提高读数准确性。有利于获得较理想的实验数据。所述第二板体30的外侧居中的设有划线槽33，同时当需要记录数据及标记位置时，使用笔芯之间在划线槽33内左右划线，底板1上留下直线划线即可。划线槽33的位置与标记线32相对应，大大方便了人们快速的位置标记，相比肉眼判断标记，位置记录的准确性大大提高。所述取数板的背侧居中的设有与内螺纹螺纹连接的安装头34。故当需要使用时，将其螺纹安装在凹槽28内，安装好后第一板体29和第二板体30处于两侧对称的水平状态。

所述拉杆5上相邻斜齿的距离为0.5mm～1.5mm。较为细密，降低实验误差。

所述拉杆5的顶端设有上套环35，所述拉杆5的底端设有螺孔，所述拉杆5的底端设有与其可拆卸连接的挂钩36和挂环37，所述挂钩36和挂环37的顶端均设有与螺孔螺纹连接的螺钉。由于有的砝码顶端为挂钩36，而有的砝码顶端为闭合的金属圈，可以选择使用挂钩36或挂环37，根据所钩挂的试验器械的需要。

所述底板1远离长度刻度的一侧设有插槽38，所述插槽38的开口处设有压杆39，所述压杆39的底侧的上下两端均设有橡胶垫条，方便压住记录卡40的外侧边缘的上下两端，固定记录卡40。且抽出记录卡40时不会模花记录的数据和标记线32，所述插槽38内设有与其相适应的记录卡40，即可将每次试验弹簧的长度标记在记录卡40上，取代纸张的浪费，所述记录卡40为表面复合有书写膜的塑料卡片。记录卡40表面可以重复使用，大大节约了资源。

所述底板1的背侧居中的设有插座41，所述底板1的背侧可拆卸连接有固定支架42，所述固定支架42为l形的管形支架，所述固定支架42的顶端与插座41活动插接。所述固定支架42插入插座41，即可将本装置架立起在桌面上，使用方便。

实施例：弹力与弹簧伸长量线性实验模拟装置，主体结构包括底板1和拉簧2，所述底板1的背侧居中的设有插座41，所述插座41上设有底面开口的双头插孔，所述底板1的背侧可拆卸连接有固定支架42，所述固定支架42为l形的管形支架，所述固定支架42的顶端与插座41活动插接。所述固定支架42的长度可调，所述底板1竖直设置且其表面设有能够使用记号笔等进行书写和标记的白板，所述白板上标记有长度刻度，所述底板1远离长度刻度的一侧设有插槽38，所述插槽38的开口处设有压杆39，所述压杆39的底侧的上下两端均设有橡胶垫条，所述插槽38内设有与其相适应的记录卡40，所述记录卡40为表面复合有书写膜的塑料卡片。

所述底板1的顶部设有固定座3，所述固定座3为正t字形，所述固定座3上设有固定挂块，所述固定挂块包括第一挂柱21和第一挡盘22，所述第一挂柱21的外端与第一挡盘22的里侧侧面固定连接，且所述第一挡盘22的直径是第一挂柱21直径的1.5～2.0倍。

所述底板1的顶端设有顶侧开口且与固定座3相对应的卡槽15，所述卡槽15侧壁的顶部对称的设有上挡块16，所述卡槽15侧壁的底部对称的设有下挡块17，所述卡槽15的底面上设有销孔18，所述固定座3的背侧设有凹腔，所述凹腔的开口处设有挡边，所述凹腔的底面上设有第二通孔，所述凹腔内设有直线弹簧19，所述直线弹簧19的一端与凹腔的底面连接，且直线弹簧19的另一端连接有弹簧销20，所述弹簧销20为楔形且暴露在凹腔外部，所述弹簧销20与销孔18相配合使用。所述销头的内端设有固定杆和卡座，所述固定杆居中设置且套接在直线弹簧19内，所述第二通孔与固定杆相对应，所述卡座的截面为l形状，且所述挡边将卡座限位在凹腔内，所述底板1上沿其长度方向设有滑槽23，所述滑槽23的顶端与卡槽15的底侧相连通，所述滑槽23的截面为内腔宽于开口宽度的t字形，所述滑槽23内设有与其滑动连接的活动座4，所述活动座4为矩形板，所述活动座4的里侧底面上设有与其转动连接的滚珠24，所述活动座4的外侧侧面上居中的设有活动挂块，所述活动挂块包括第二挂柱25和第二挡盘26，所述第二挂柱25的内端与活动座4固定连接，所述第二挂柱25的外端与第二挡盘26的里侧侧面固定连接，所述第二挡盘26上环形阵列有腰型孔27。所述活动挂块的外侧居中的设有凹槽28，所述凹槽28为圆柱形且贯穿第二挂柱25，所述凹槽28的顶部设有内螺纹，所述凹槽28内设有与其可拆卸连接的取数板，所述取数板包括对称设置与两侧的第一板体29和第二板体30，所述第一板体29上设有用于观察长度刻度的放大镜31，所述放大镜31上沿长度方向居中的设有标记线32，所述第二板体30的外侧居中的设有划线槽33，所述取数板的背侧居中的设有与内螺纹螺纹连接的安装头34。

所述拉簧2作为备用组件，每组装置配备有3个，所述拉簧2的顶端和底端均设有挂钩36，所述拉簧2的顶端与固定挂块钩挂连接，且所述拉簧2的底端与活动挂块钩挂连接，在具体实验中，可以单独使用一根拉簧2进行验证，将此拉簧2的顶端挂在固定挂块上，将此拉簧2的底端挂在活动挂块上，也可是使用2个或三个串联，即将一根拉簧2挂在固定挂块上后，自上而下依次钩挂活动挂块、拉簧2、活动挂块(如图2所示)，

所述活动座4的下方设有与其可拆卸连接的拉杆5，所述拉杆5的顶端设有上套环35，所述套环35能够穿过第二挡盘26，从而钩挂在第二挂柱25上，所述拉杆5的底端设有螺孔，所述拉杆5的底端设有与其可拆卸连接的挂钩36和挂环37，所述挂钩36和挂环37的顶端均设有与螺孔螺纹连接的螺钉。二者作为组件可选择安装在拉杆5的底端进行使用，所述拉杆5的表面设有斜齿，所述拉杆5上相邻斜齿的距离为0.8mm。

所述底板1的下部设有控制盒6，所述拉杆5贯穿控制盒6，所述控制盒6的侧壁上设有与其转动连接的止回棘爪7，所述止回棘爪7上设有扇形齿轮8，所述控制盒6的前侧设有能够插拔的控制齿条9，所述控制齿条9与扇形齿轮8相啮合。所述控制盒6的前侧侧面上设有第一通孔，所述控制齿条9贯穿第一通孔，且所述控制齿条9的外端设有圆形的弹簧座10，所述弹簧座10与控制盒6之间设有复位弹簧，所述复位弹簧套在控制齿条9上，当复位弹簧处于原始状态时，所述控制齿条9与扇形齿轮8相分离，所述控制盒6的前侧侧面设有圆柱形的筒壳12，所述筒壳12的外端设有挡环，所述筒壳12内设有与其截面相适应的转盘13，所述转盘13与筒壳12的内壁螺纹连接，所述转盘13的里侧设有与弹簧座10相适应的圆形槽，所述转盘13的外侧设有旋柄14。