一种物理杠杆教学装置的制作方法

本实用新型涉教学用具领域，具体涉及一种物理杠杆教学装置。

背景技术：

物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科，它是一门以实验为基础的学科，更是一门与生活实际密切联系的学科，正因为它与生活联系密切，所以实验才更显得重要。

物理学中的杠杆原理指的是要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力矩大小必须相等，力矩就是力与力臂的乘积，就是动力×动力臂＝阻力×阻力臂，用代数式表示为f1·l1＝f2·l2，f1表示动力，l1表示动力臂，f2表示阻力，l2表示阻力臂，我们从上式可看出，要使杠杆达到平衡，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一，杠杆原理在我们实际生活中所处可见，然而一直以来，在现实教学中，学校的实验仪器大多很难满足物理实验的教学，原因如下：

其一，老师照本宣科，学生感到枯燥无味，且难以理解；其二，借用学校已经配备的仪器，学生也基本能接受，但新奇层面上感到力量不足；其三，用自制的教学用具，学生不但感到新奇，提高了学习热情，而且对教师的能力产生认同，增加了师生之间的亲和力，更能激发学生学习的动力，提高学生对物理学科在生产、生活中地位的认识，所以教学用具在帮助学生学习物理时显得格外重要，因此有必要设计一种物理杠杆教学装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种物理杠杆教学装置。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

提供一种物理杠杆教学装置，包括底座、功能板、杠杆机构、悬挂机构和限位机构，所述底座呈矩形板结构，所述功能板固定设置于底座上，悬挂机构设置于功能板上，所述限位机构位于杠杆机构的顶部，杠杆机构包括支撑架、铰接块、转轴、条形杆和两个容纳箱，所述支撑架通过螺栓固定设置于底座上，铰接块设置于支撑架的顶部，并且铰接块通过转轴与支撑架铰接，所述条形杆设置于铰接块的顶部，所述两个结构大小相同的容纳箱对称设置于条形杆的两端，并且两个容纳箱均通过螺栓与条形杆固定连接，所述悬挂机构由两组对称设置的悬挂组件组成，悬挂组件包括放置板、套杆、限位销和若干砝码，所述放置板呈l形结构，放置板通过螺栓与功能板的一侧固定连接，所述套杆呈圆柱形结构并固定设置于放置板上，限位销设置于套杆的顶部，所述砝码位于放置板上，并且砝码与套杆套设连接，限位机构由两组结构大小相同的限位组件组成，每组限位组件都位于对应容纳箱内，限位组件包括内置板和限位杆，所述内置板固定设置于对应容纳箱的内部底端，所述限位杆固定设置于内置板上。

优选的，所述条形杆的顶部设有限位旋杆和若干圆孔，所述铰接块顶部设有第一螺纹孔，限位旋杆通过圆孔与条形杆套设连接，并且限位旋杆通过第一螺纹孔与铰接块螺纹连接，所述限位旋杆的顶部固定设有旋帽，并且旋帽侧面设有若干条形槽。

优选的，所述铰接块顶部设有一个滑块，所述滑块呈凸形结构，并且滑块与铰接块固定连接，所述条形杆底部设有一道凸形滑槽，滑块通过滑槽与条形杆滑动连接。

优选的，所述条形杆的一侧设有若干刻度槽，每三个刻度槽之间位于条形杆的顶部均设有一个圆孔，所述条形杆两端的刻度槽止于两个容纳箱的相对面。

优选的，所述支撑架的顶部设有矩形槽，铰接块位于矩形槽内，所述转轴与支撑架固定连接，所述铰接块与转轴转动连接，靠近所述转轴顶部的支撑架一侧设有一个指针，所述指针呈菱形状，并且指针与支撑架固定连接。

优选的，所述每个砝码中部均设有一个条形孔，所述限位杆的顶部设有限位块，限位块通过条形孔与砝码滑动连接，并且砝码套设于限位杆上。

优选的，所述每个套杆顶部均设有限位孔，所述限位销通过限位孔与套杆套设连接，所述放置板的一侧设有第二螺纹孔，限位销的底部设有螺纹端，限位销通过第二螺纹孔与放置板螺纹连接。

优选的，所述每个容纳箱的一侧均设有玻璃板，所述玻璃板与对应容纳箱固定连接，所述功能板顶部还设有一个提手，所述提手与功能板固定连接。

本实用新型的有益效果：使用前检查装置稳固性，手动将条形杆上的限位旋杆旋下，因滑块通过滑槽与条形杆滑动配合，从而调节条形杆，使得条形杆中部的刻度槽对准指针的位置，再将限位旋杆从条形杆顶部的中间圆孔旋入，从而将条形杆与铰接块固定，此刻发现条形杆保持水平平衡状态，接着手动拿出两个套杆上的限位销，取出砝码，在放置板的一边将两个砝码通过限位杆放置在内置板上，在放置板的另一边取出一个砝码通过限位杆放置在条形杆的另一端容纳箱的内置板上，此刻观察发现，靠近两个砝码的条形杆一端向下倾斜，接着取出限位旋杆，将条形杆靠近一个砝码处的一端滑动两格，旋入限位限位旋杆，观察发现，此刻条形杆又重新回到水平平衡状态，经过计算从而得出结论是要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力矩大小必须相等，本实用新型通过在两个容纳箱内放置不同个数的砝码并调节限位旋杆即可对杠杆原理进行演示，结构简单，实用性强，提高了教学质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面对本发明实施例中的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的杠杆机构立体结构示意图；

图3为本实用新型的限位机构立体结构示意图；

图4为本实用新型的杠杆机构拆分图；

图5为本实用新型的悬挂机构立体结构示意图；

图6为本实用新型的条形杆立体结构示意图；

图7为图2中a处的放大示意图；

图8为图4中b处的放大示意图；

图中：底座1、功能板2、杠杆机构3、悬挂机构4、限位机构5、支撑架6、铰接块7、转轴8、条形杆9、容纳箱10、悬挂组件11、放置板12、套杆13、限位销14、砝码15、限位组件16、内置板17、限位杆18、限位旋杆19、圆孔20、第一螺纹孔21、旋帽22、滑块23、滑槽24、刻度槽25、矩形槽26、指针27、条形孔28、限位块29、限位孔30、第二螺纹孔31、玻璃板32、提手33。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸。

参照图1至图6所示的一种物理杠杆教学装置，包括底座1、功能板2、杠杆机构3、悬挂机构4和限位机构5，所述底座1呈矩形板结构，所述功能板2固定设置于底座1上，悬挂机构4设置于功能板2上，所述限位机构5位于杠杆机构3的顶部，杠杆机构3包括支撑架6、铰接块7、转轴8、条形杆9和两个容纳箱10，所述支撑架6通过螺栓固定设置于底座1上，铰接块7设置于支撑架6的顶部，并且铰接块7通过转轴8与支撑架6铰接，所述条形杆9设置于铰接块7的顶部，所述两个结构大小相同的容纳箱10对称设置于条形杆9的两端，并且两个容纳箱10均通过螺栓与条形杆9固定连接，所述悬挂机构4由两组对称设置的悬挂组件11组成，悬挂组件11包括放置板12、套杆13、限位销14和若干砝码15，所述放置板12呈l形结构，放置板12通过螺栓与功能板2的一侧固定连接，所述套杆13呈圆柱形结构并固定设置于放置板12上，限位销14设置于套杆13的顶部，所述砝码15位于放置板12上，并且砝码15与套杆13套设连接，限位机构5由两组结构大小相同的限位组件16组成，每组限位组件16都位于对应容纳箱10内，限位组件16包括内置板17和限位杆18，所述内置板17固定设置于对应容纳箱10的内部底端，所述限位杆18固定设置于内置板17上，手动将条形杆9上的限位旋杆19旋下，因滑块23通过滑槽24与条形杆9滑动配合，从而调节条形杆9，使得条形杆9中部的刻度槽25对准指针27的位置，再将限位旋杆19从条形杆9顶部的中间圆孔20旋入，从而将条形杆9与铰接块7固定，此刻发现条形杆9保持水平平衡状态，接着手动拿出两个套杆13上的限位销14，取出砝码15，在放置板12的一边将两个砝码15通过限位杆18放置在内置板17上，在放置板12的另一边取出一个砝码15通过限位杆18放置在条形杆9的另一端容纳箱10的内置板17上，此刻观察发现，靠近两个砝码15的条形杆9一端向下倾斜，接着取出限位旋杆19，将条形杆9靠近一个砝码15处的一端滑动两格，旋入限位限位旋杆19，观察发现，此刻条形杆9又重新回到水平平衡状态，经过计算从而得出结论是要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力矩大小必须相等。

所述条形杆9的顶部设有限位旋杆19和若干圆孔20，所述铰接块7顶部设有第一螺纹孔21，限位旋杆19通过圆孔20与条形杆9套设连接，并且限位旋杆19通过第一螺纹孔21与铰接块7螺纹连接，所述限位旋杆19的顶部固定设有旋帽22，并且旋帽22侧面设有若干条形槽，条形杆9两端的容纳箱10由于砝码15的个数不等而造成质量不等时，通过旋下限位旋杆19，可以使得条形杆9在滑块23上滑动，从而调节力臂的大小，旋帽22侧面的若干条形槽的设置可以增大摩擦，可以轻易旋出限位旋杆19。

所述铰接块7顶部设有一个滑块23，所述滑块23呈凸形结构，并且滑块23与铰接块7固定连接，所述条形杆9底部设有一道凸形滑槽24，滑块23通过滑槽24与条形杆9滑动连接，铰接块7顶端中部固定设有滑块23，滑块23通过与条形杆9底部的滑槽24滑动配合，使得条形杆9可以在滑块23上任意移动，从而调节力臂的大小。

所述条形杆9的一侧设有若干刻度槽25，每三个刻度槽25之间位于条形杆9的顶部均设有一个圆孔20，所述条形杆9两端的刻度槽25止于两个容纳箱10的相对面，每两个相邻的刻度槽25之间为一格，每两格与一个砝码15单位质量相等，通过指针27对刻度槽25的指示，很容易得出两格力臂的大小，从而验证力矩的大小。

所述支撑架6的顶部设有矩形槽26，铰接块7位于矩形槽26内，所述转轴8与支撑架6固定连接，所述铰接块7与转轴8转动连接，靠近所述转轴8顶部的支撑架6一侧设有一个指针27，所述指针27呈菱形状，并且指针27与支撑架6固定连接，铰接块7通过转轴8与支撑架6顶部铰接，而铰接块7的顶部设有滑块23，滑块23通过限位旋杆19与条形杆9固定，因此铰接块7会随着条形杆9同步倾斜。

所述每个砝码15中部均设有一个条形孔28，所述限位杆18的顶部设有限位块29，限位块29通过条形孔28与砝码15滑动连接，并且砝码15套设于限位杆18上，从套杆13上取出砝码15后，将砝码15上的条形孔28对准限位杆18上的限位块29，使得砝码15通过限位杆18放置在内置板17上，避免条形杆9倾斜时，砝码15从限位杆18上滑落。

所述每个套杆13顶部均设有限位孔30，所述限位销14通过限位孔30与套杆13套设连接，所述放置板12的一侧设有第二螺纹孔31，限位销14的底部设有螺纹端，限位销14通过第二螺纹孔31与放置板12螺纹连接，当实验完结时，将所有砝码15经套杆13放置在放置板12上，两个限位销14的设置，避免砝码15从套杆13上滑落。

所述每个容纳箱10的一侧均设有玻璃板32，所述玻璃板32与对应容纳箱10固定连接，所述功能板顶部还设有一个提手33，所述提手33与功能板2固定连接，在教学时，玻璃板32的设置，使得学生更清楚的看见两边砝码15的个数情况，从而直观看出孰重孰轻，提手33的设置更方便携带。

工作原理：手动将条形杆9上的限位旋杆19旋下，因滑块23通过滑槽24与条形杆9滑动配合，从而调节条形杆9，使得条形杆9中部的刻度槽25对准指针27的位置，再将限位旋杆19从条形杆9顶部的中间圆孔20旋入，从而将条形杆9与铰接块7固定，此刻发现条形杆9保持水平平衡状态，接着手动拿出两个套杆13上的限位销14，取出砝码15，在放置板12的一边将两个砝码15通过限位杆18放置在内置板17上，在放置板12的另一边取出一个砝码15通过限位杆18放置在条形杆9的另一端容纳箱10的内置板17上，此刻观察发现，靠近两个砝码15的条形杆9一端向下倾斜，接着取出限位旋杆19，将条形杆9靠近一个砝码15处的一端滑动两格，旋入限位限位旋杆19，观察发现，此刻条形杆9又重新回到水平平衡状态，经过计算从而得出结论是要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力矩大小必须相等。