本實用新型涉及一種力的合成的物理教學演示裝置,尤其是能動態演示力的合成。
背景技術:
力的合成是中學物理靜力教學必做的演示實驗內容。目前,課堂上經常使用的力的合成與力的分解演示裝置如圖1所示,該裝置由木板、繪圖紙、彈簧測力計、橡皮筋、細繩和圖釘等組成。使用時,將小木板水平放置,橡皮筋一端固定在小木板上,另一端通過兩根細繩與兩彈簧測力計相連,用力拉起兩彈簧測力計,使細繩所在直線與橡皮筋所在的直線,互成一定夾角;記錄橡皮筋的端點和兩彈簧測力計的拉力大小、方向。重新用彈簧測力計拉起一根細繩,使橡皮筋的端點與前記錄的橡皮筋的端點重合,記錄彈簧測力計的拉力大小。通過描繪合力和分力大小、方向,從而驗證合力和分力之間存在的平行四邊形關系。該裝置演示會存在:需水平放置,不方便演示;操作者不能單獨完成實驗;力的大小由操作者控制,缺乏穩定性,數據偏差大。
技術實現要素:
為了克服操作者難以獨立完成的問題,提高測量的穩定性,本實用新型提供一種力的合成動態掛定演示儀。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:力的合成動態掛定演示儀包括矩形木板、彈簧測力計、上導軌、下導軌、定滑輪、滑板,橡皮筋;其中,矩形木板的上下邊的中部,分別安裝有上導軌和下導軌;在上導軌的兩邊各固定有一彈簧測力計;在矩形木板的中部兩邊分別安裝上下兩組共四個定滑輪,其中,上邊那組定滑輪和下邊那組定滑輪安裝在矩形木板垂直中軸線的兩邊,下邊那組定滑輪比上邊那組定滑輪更靠近矩形木板的垂直中軸線;在上下導軌間安裝一細長滑板,滑板上端可用旋鈕固定在上導軌上,滑板下端可用旋鈕固定在下導軌上,與下導軌的交叉的滑板上,安裝有一固定樁,橡皮筋的一端固定在固定樁上;滑板中心軸上鑿有一條細長的觀測窗口,滑板上端安裝有一彈簧測力計,彈簧測力計拉環可用旋鈕固定在滑板上;用一細線通過上邊那組定滑輪,將上導軌兩端的彈簧測力計連在一起。
使用時,在下邊那組定滑輪的下邊木板上安放一張記錄紙,將橡皮筋一端固定在滑板下端的固定樁上,一端連在下邊那組定滑輪的中間的細線上,在力的作用下,橡皮筋被拉長,標定橡皮筋與細線的交點位置以及彈簧測力計所測力的大小和方向;解下橡皮筋與細線端,滑板下端不動,旋轉滑板,通過觀察,使交點在細長的觀察窗口中線位置上,固定上導軌的旋鈕,將橡皮筋連接到彈簧測力計的掛鉤上,拉動滑板上的彈簧測力計,使橡皮筋與彈簧測力計的掛鉤的點與標定的交點位置重合,即橡皮筋拉長長度與分力下橡皮筋的拉長長度相同,固定彈簧測力計,記錄彈簧測力計的所測力的大小。即通過三個彈簧測力計所測量的力的大小和方向,驗證合力和分力之間存在的平行四邊形關系。滑板下端在下導軌上滑動,可重新動態測量合力和分力的大小、方向,進一步驗證合力和分力之間存在的平行四邊形關系的正確性。
本實用新型的有益效果是,在矩形木板上安裝有上下導軌、彈簧測力計和滑板,不需其他人員的配合,操作者可很方便測量合力和分力,改變滑板在下導軌的位置,可動態驗證合力和分力之間存在的平行四邊形關系。
附圖說明
下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1是本實用新型引用的演示裝置示意圖。
圖2是本實用新型的力的合成動態掛定演示儀的結構示意圖。
圖2中,1.木板,2.彈簧測力計A,3.上導軌,4.旋鈕A,5.彈簧測力計B,6.旋鈕C,7.彈簧測力計C,8.定滑輪,9.下導軌,10.旋鈕B,11.觀察窗口,12.固定樁,13.細線,14.滑板。
具體實施方式
在圖2中,力的合成動態掛定演示儀包括矩形木板、彈簧測力計、上導軌、下導軌、定滑輪、滑板、橡皮筋;其中矩形木板的上下邊的中部,分別安裝有上導軌和下導軌;在上導軌的兩邊各固定有一彈簧測力計A和彈簧測力計B;在矩形木板的中部兩邊分別安裝上下兩組四個定滑輪,其中,上邊那組定滑輪的連線與矩形木板的中軸線垂直并兩定滑輪對稱安裝在矩形木板中軸線的兩邊,下邊那組定滑輪的連線與矩形木板的中軸線垂直并兩定滑輪對稱安裝在矩形木板中軸線的兩邊,下邊那組定滑輪比上邊那組定滑輪更靠近矩形木板的垂直中軸線;在上下導軌間安裝一細長滑板,滑板上端可用旋鈕A固定在上導軌上,滑板下端可用旋鈕B固定在下導軌上,與下導軌的交叉的滑板上,安裝有一固定樁,橡皮筋的一端固定在固定樁上;滑板中部鑿有一條細長的觀測窗口,滑板上端安裝有一彈簧測力計C,彈簧測力計拉環可用旋鈕C固定在滑板上;用一細線通過上邊那組定滑輪,將上導軌兩端的彈簧測力計A和彈簧測力計B連在一起。
使用時,在下邊那組定滑輪的下邊木板上安放一張記錄紙,將橡皮筋一端固定在滑板下端的固定樁上,一端連在到下邊那組定滑輪的中間的細線上,在力的作用下,標定橡皮筋與細線的交點位置以及彈簧測力計A和彈簧測力計B所測力的大小和方向;解下橡皮筋與細線端,滑板下端不動,旋轉滑板,通過觀察,使交點在細長的觀察窗口的中線位置上,固定上導軌的旋鈕A,將橡皮筋連接到彈簧測力計的掛鉤上,拉動滑板上的彈簧測力計C,使橡皮筋與彈簧測力計的掛鉤的點與標定的交點位置重合,即橡皮筋拉長長度與分力下橡皮筋的拉長長度相同,用旋鈕C固定彈簧測力計C,記錄彈簧測力計C的所測力的大小。即通過三個彈簧測力計所測量的力的大小和方向,驗證合力和分力之間存在的平行四邊形關系。滑板下端在下導軌上滑動,可重新動態測量合力和分力的大小、方向,進一步驗證合力和分力之間存在的平行四邊形關系的正確性。