一种力学实验用简易模型的制作方法

本技术涉及力学实验领域，具体为一种力学实验用简易模型。

背景技术：

1、力学实验模型是指根据所研究对象的几何特性等，抽象出来的力学关系的一种表达，建立了力学模型以后，还要按照机械运动的基本规律和力学定理，对力学模型进行数学描述，建立力学量之间的数量关系，得到力学方程，即数学模型。在物理的学习中，广泛使用到了力学实验模型，如：斜面滑块模型，为了便于学生理解物理中力的分解等知识点，中国实用新型专利(授权公告日：cn205680336u，授权公告日：2016.11.09)公开了一种物理力学实验装置，该方案采用伸缩杆和调节旋钮稳定的调节斜面角度，滑块通过牵引绳绕过定滑轮连接到a弹簧，从刻度线读取a弹簧的形变长度，得到滑块受到的牵引绳拉力，砝码盒的顶端连接到b弹簧，从刻度线读取b弹簧的形变长度，得到砝码盒受到的拉力，演示过程直观，提高了教学效率。

2、然而，在该方案中，安装板的顶端通过转轴安装有斜面，而安装板的顶端中部设置有转轴支架，所述转轴支架上安装有定滑轮。显然，该方案中定滑轮的中心轴线与转轴的中心轴线不在同一条直线上，这也就使得定滑轮与滑块之间的牵引绳无法与斜面保持平行，通过该方案只能测量出斜面的角度值，而无法测量出牵引绳实际的角度值(即无法测量出拉力方向)，这会造成拉力分解的实验结果偏差较大，不利于学生理解掌握力的分解等知识点。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种力学实验用简易模型，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种力学实验用简易模型，包括工作台、转板以及用于放置在转板上的砝码块，所述工作台的上固定安装有一对支撑杆，所述支撑杆上转动安装有中心转轴；

3、所述转板的一端一体连接有用于套装固定在中心转轴上的转板套筒，转板套筒中间开设有缺口槽，缺口槽内设置有定滑轮一，定滑轮一转动套装在中心转轴上；

4、砝码块的块体挂环上绑定连接有拉绳一，拉绳一另一端绕过定滑轮一，并与弹簧测力计上端的挂钩端绑定连接。

5、如此结构设计，组装完成后的定滑轮一的中心轴线和中心转轴的中心轴线共线设置，无论转板处在何种角度位置，定滑轮一与块体挂环之间的拉绳一都会始终与转板保持平行，也就是说，对砝码块施加的拉力方向始终与转板保持平行，通过测量转板的转动角度，即可准确测量出施加给砝码块的拉力方向。

6、作为本实用新型进一步的方案，还包括转板角度调节机构，转板角度调节机构包括蜗杆支座、蜗轮、蜗杆以及角度调节摇把，所述蜗杆支座固定安装在支撑杆侧壁上，蜗杆支座上转动安装有蜗杆，蜗杆的端部固定连接有角度调节摇把；

7、所述蜗轮固定套装在中心转轴的端部，蜗轮与蜗杆啮合连接。采用上述转板角度调节机构进行转板的角度调节后，利用蜗轮蜗杆的自锁原理，即可锁定的转板的位置，无需其他机构进行锁定，角度调节操作方便。

8、作为本实用新型进一步的方案，所述支撑杆侧壁上还固定安装有量角器刻度板，所述转板侧边还是设置有侧边角度指示线。

9、作为本实用新型进一步的方案，还包括砝码拉动机构，砝码拉动机构包括定滑轮二、导轨架、丝杠、螺母块以及拉力施加摇把，所述定滑轮二转动安装在工作台上，导轨架固定安装在工作台上，导轨架中转动安装有丝杠，丝杠的端部固定连接有拉力施加摇把，所述导轨架中还滑动配合安装有螺母块，螺母块通过螺纹配合套装在丝杠上；

10、螺母块的拉环上绑定连接有拉绳二，拉绳二另一端绕过定滑轮二，并与弹簧测力计下端的挂环端绑定连接。

11、作为本实用新型进一步的方案，还包括多个用于提供不同表面摩擦力的插板，所述转板上开设有用于与插板插装配合的插板槽。

12、作为本实用新型进一步的方案，所述工作台上还固定安装有用于放置插板的插板框，所述插板的侧壁上固定连接有插板把手，通过插板把手的设置，便于插装、放置插板。

13、作为本实用新型进一步的方案，所述插板包括光滑玻璃插板、木制插板、金属插板和/或表面覆盖有棉布层的棉布插板。

14、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

15、1、本实用新型的结构设计合理，组装完成后的定滑轮一的中心轴线和中心转轴的中心轴线共线设置，无论转板处在何种角度位置，定滑轮一与块体挂环之间的拉绳一都会始终与转板保持平行，通过测量转板的转动角度，即可准确测量出施加给砝码块的拉力方向，从而有效保证力学实验结果的准确性，实验结果误差较小，有利于学生学习掌握力的分解；

16、2、采用转板角度调节机构进行转板的角度调节后，利用蜗轮蜗杆的自锁原理，即可锁定的转板的位置，无需其他机构进行锁定，角度调节操作方便；

17、3、通过实验测量不同插板上砝码块运动时的摩擦力大小，便于学生理解操作摩擦力等力学知识点，插板的更换操作方便。

技术特征：

1.一种力学实验用简易模型，包括工作台(1)、转板(6)以及用于放置在转板(6)上的砝码块(100)，其特征在于：所述工作台(1)的上固定安装有一对支撑杆(5)，所述支撑杆(5)上转动安装有中心转轴(52)；

2.根据权利要求1所述的一种力学实验用简易模型，其特征在于：还包括转板角度调节机构(2)，转板角度调节机构(2)包括蜗杆支座(21)、蜗轮(24)、蜗杆(22)以及角度调节摇把(23)，所述蜗杆支座(21)固定安装在支撑杆(5)侧壁上，蜗杆支座(21)上转动安装有蜗杆(22)，蜗杆(22)的端部固定连接有角度调节摇把(23)；

3.根据权利要求2所述的一种力学实验用简易模型，其特征在于：所述支撑杆(5)侧壁上还固定安装有量角器刻度板(51)，所述转板(6)侧边还是设置有侧边角度指示线(62)。

4.根据权利要求1所述的一种力学实验用简易模型，其特征在于：还包括砝码拉动机构(4)，砝码拉动机构(4)包括定滑轮二(11)、导轨架(41)、丝杠(43)、螺母块(42)以及拉力施加摇把(44)，所述定滑轮二(11)转动安装在工作台(1)上，导轨架(41)固定安装在工作台(1)上，导轨架(41)中转动安装有丝杠(43)，丝杠(43)的端部固定连接有拉力施加摇把(44)，所述导轨架(41)中还滑动配合安装有螺母块(42)，螺母块(42)通过螺纹配合套装在丝杠(43)上；

5.根据权利要求4所述的一种力学实验用简易模型，其特征在于：还包括多个用于提供不同表面摩擦力的插板(7)，所述转板(6)上开设有用于与插板(7)插装配合的插板槽(64)。

6.根据权利要求5所述的一种力学实验用简易模型，其特征在于：所述工作台(1)上还固定安装有用于放置插板(7)的插板框(8)，所述插板(7)的侧壁上固定连接有插板把手(71)。

7.根据权利要求5所述的一种力学实验用简易模型，其特征在于：所述插板(7)包括光滑玻璃插板、木制插板、金属插板和/或表面覆盖有棉布层的棉布插板。

技术总结
本技术公开了一种力学实验用简易模型，包括工作台、转板以及用于放置在转板上的砝码块，所述工作台的上固定安装有一对支撑杆，所述支撑杆上转动安装有中心转轴；所述转板的一端一体连接有用于套装固定在中心转轴上的转板套筒，转板套筒中间开设有缺口槽，缺口槽内设置有定滑轮一，定滑轮一转动套装在中心转轴上；砝码块的块体挂环上绑定连接有拉绳一，拉绳一另一端绕过定滑轮一，并与弹簧测力计上端的挂钩端绑定连接。本技术的结构设计合理，组装完成后的定滑轮一的中心轴线和中心转轴的中心轴线共线设置，可有效保证力学实验结果的准确性，实验结果误差较小，有利于学生学习掌握力的分解。

技术研发人员：史楷歌
受保护的技术使用者：史楷歌
技术研发日：20221011
技术公布日：2024/1/15