高中物理力学实验用弹簧测力装置及测力方法与流程

本发明涉及高中物理实验器材领域，具体涉及一种高中物理力学实验用弹簧测力装置及测力方法。

背景技术：

目前高中物理实验室教学用具比较单一，尤其是对于测力的实验装置，不能够多方向测力，也就是不能测量各个方向的压力和拉力，直接影响了力学实验效果。降低了教师的教学效果同时也影响了学生的学习质量，鉴于以上缺陷，设计了一种能够多方向测量力的实验仪器，满足高中物理课程实验的要求，提高学生的学习兴趣及质量。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种高中物理力学实验用弹簧测力装置及测力方法，实现力学实验设备能够多方向测量压力和拉力。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种高中物理力学实验用弹簧测力装置，其组成包括：圆盘，所述的圆盘中间部位具有四方槽，所述的四方槽内安装有齿轮，所述的齿轮与带齿条的槽型架中的齿条啮合，所述的槽型架上下面分别固定有上弹簧与下弹簧，所述的上弹簧、所述的下弹簧分别连接支撑架的内侧面固定，所述的支撑架顶部与上滑杆连接，所述的上滑杆依次穿过予力调整套、复零调整套，所述的复零调整套通过螺纹与所述的圆盘连接。

所述的高中物理力学实验用弹簧测力装置，所述的予力调整套通过套筒与所述的复零调整套连接，所述的齿轮内径安装有轴承，所述的轴承内部穿有连接轴，所述的连接轴一端与指针固定，并将所述的指针固定在示度盘中间位置，所述的连接轴另一端通过螺母固定，并将所述的螺母固定在后盖上。

所述的高中物理力学实验用弹簧测力装置，所述的后盖通过螺钉与所述的圆盘固定，所述的支撑架底部与下予力调整套连接，所述的下予力调整套内安装有下滑杆。

所述的高中物理力学实验用弹簧测力装置，所述的圆盘一侧具有所述的示度盘，所述的示度盘圆周上均匀刻有刻线，并具有测量数值。

一种高中物理力学实验用弹簧测力装置及测力方法，该方法包括如下步骤：

（1）首先是将指针调整到零位，将弹簧测力装置夹持固定，通过调整复零调整套对指针进行调整，使指针的指尖指向“o”位；改变指示方向时应作复“o”调整，然后挂一标准砝码，如果指示数值与砝码不一致时，须打开后盖旋松予力调整套的定位螺母，调整予力调整套，予以校正指示数值，误差在士2.5mm；

（2）共点力的合成与分解，在上滑杆装载物盘，调整复零位，然后在载物盘上放置砝码，同时在下滑杆挂砝码，此时测得的力为同向拉、压力合成的和；将弹簧测力装置旋转一定角度，砝码重量产生两个力，由两只测力计显示力的大小，是砝码重力的两个分力，矢量关系由平行四边形法则验证；所述的平行四边形法则，实验时应使测力滑杆和力的方向一致，以免增加滑杆在滑动中的摩擦力，影响实验准确性，滑杆方向即力的方向，它们的合成与砝码的重量相等，方向相反，砝码的大小，滑杆的方向，测力计示数表示它们的合力大小，对角线成直线，滑杆的方向也是合力的方向。

有益效果：

1.本发明主要是提供一种高中物理力学实验用弹簧测力装置及其测力方法，该结构特点是通过齿轮与齿条传动及弹簧的伸缩实现多方向测量拉力和压力，满足高中物理教学实验的要求，提高学生自主学习的兴趣，提高实验教学质量。

本发明采用齿轮齿条传动，该结构的特点是具有承载力大，精度较高，适合学生实验时反复操作，能够提高测力装置的使用寿命，同时齿轮齿条间隙很小，刚性精度有保证，能够使得的拉力和压力准确。

本发明能够有效杜绝了传统测量力的结构采用弹簧容易失效的弊病，同时弹簧测力使用寿命短，时间长容易造成测力不准，本技术不仅避免了传统测力设备的不足，同时还能够测量任何方向的拉力与压力，操作简单实用，示度盘的数值能够清晰确定力的数值，简单明确，及其适合高中生的物理测力实验。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是附图1的左视图。

附图3是附图1的后视图。

附图4是本发明的共点力合成结构示意图。

附图5是本发明的共点力分解结构示意图。

具体实施方式：

实施例1：

一种高中物理力学实验用弹簧测力装置，其组成包括：圆盘1，所述的圆盘中间部位具有四方槽，所述的四方槽内安装有齿轮4，所述的齿轮与带齿条的槽型架3中的齿条啮合，所述的槽型架上下面分别固定有上弹簧9与下弹簧7，所述的上弹簧、所述的下弹簧分别连接支撑架2的内侧面固定，所述的支撑架顶部与上滑杆12连接，所述的上滑杆依次穿过予力调整套11、复零调整套10，所述的复零调整套通过螺纹与所述的圆盘连接。

实施例2：

根据实施例1所述的高中物理力学实验用弹簧测力装置，所述的予力调整套通过套筒与所述的复零调整套连接，所述的齿轮内径安装有轴承，所述的轴承内部穿有连接轴8，所述的连接轴一端与指针15固定，并将所述的指针固定在示度盘16中间位置，所述的连接轴另一端通过螺母14固定，并将所述的螺母固定在后盖13上。

实施例3：

根据实施例1或2所述的高中物理力学实验用弹簧测力装置，所述的后盖通过螺钉与所述的圆盘固定，所述的支撑架底部与下予力调整套5连接，所述的下予力调整套内安装有下滑杆6。

实施例4：

根据实施例1或2所述的高中物理力学实验用弹簧测力装置，所述的圆盘一侧具有所述的示度盘，所述的示度盘圆周上均匀刻有刻线，并具有测量数值。

实施例5：

一种利用实施例1-4所述的高中物理力学实验用弹簧测力装置的测力方法，该方法包括如下步骤：

（1）首先是将指针调整到零位，将弹簧测力装置夹持固定，通过调整复零调整套对指针进行调整，使指针的指尖指向“o”位；改变指示方向时应作复“o”调整，然后挂一标准砝码，如果指示数值与砝码不一致时，须打开后盖旋松予力调整套的定位螺母，调整予力调整套，予以校正指示数值，误差在士2.5mm；

（2）共点力的合成与分解，在上滑杆装载物盘，调整复零位，然后在载物盘上放置砝码，同时在下滑杆挂砝码，此时测得的力为同向拉、压力合成的和；将弹簧测力装置旋转一定角度，砝码重量产生两个力，由两只测力计显示力的大小，是砝码重力的两个分力，矢量关系由平行四边形法则验证；所述的平行四边形法则，实验时应使测力滑杆和力的方向一致，以免增加滑杆在滑动中的摩擦力，影响实验准确性，滑杆方向即力的方向，它们的合成与砝码的重量相等，方向相反，砝码的大小，滑杆的方向，测力计示数表示它们的合力大小，对角线成直线，滑杆的方向也是合力的方向。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种高中物理力学实验用弹簧测力装置及测力方法。目前高中物理实验室教学用具比较单一，尤其是对于测力的实验装置，不能够多方向测力，也就是不能测量各个方向的压力和拉力，直接影响了力学实验效果。本发明组成包括：圆盘（1），圆盘中间部位具有四方槽，四方槽内安装有齿轮（4），齿轮与带齿条的槽型架（3）中的齿条啮合，槽型架上下面分别固定有上弹簧（9）与下弹簧（7），上弹簧、下弹簧分别连接支撑架（2）的内侧面固定，支撑架顶部与上滑杆（12）连接，上滑杆依次穿过予力调整套（11）、复零调整套（10），复零调整套通过螺纹与圆盘连接。本发明用于高中物理力学实验用弹簧测力装置。

技术研发人员：黄汇彤
受保护的技术使用者：黄汇彤
技术研发日：2018.11.01
技术公布日：2019.02.01