一种力的合成演示仪制造技术

为了快速并直观地演示力的合成实验，本实用新型专利技术提供一种力的合成演示仪，涉及一种中学物理教学与实验仪器。该演示仪主要包括演示板、导轨、定滑轮、画图纸、底座、测力计、细绳和滑动木板等。该演示仪成本低廉、使用方便、操作简单，演示力的合成效果明显，误差小，有利于学生对平行四边形法则的理解。

A Force Synthesis Demonstrator

【技术实现步骤摘要】
一种力的合成演示仪
本技术涉及一种中学物理教学与实验仪器，尤其涉及一种中学物理教学中力的合成演示仪。
技术介绍
在现阶段的物理教学中，“力的合成”是力学中非常重要的一课，其中关于矢量的平行四边形法则是教学过程中的重难点。中学物理教学中所用的力的合成演示实验装置通常是用测力计、橡皮条、白纸等在桌面上演示分力与合力的大小与方向的关系，从而得出实验结论。这个实验在构思、原理、方法和学生的可参与性方面都很好，但在实际操作中却因为橡皮条容易老化变形，虽然可以得出结论，但在实施过程中误差较大，而且整个实验在桌面上演示，实验的直观度不高，且经常需要两个人配合完成，耗时也较多，许多教师选择少做甚至不做这个演示实验。
技术实现思路
为了快速并直观地演示力的合成实验，克服以上的不足，使实验的直观性增强，本技术提供一种力的合成演示仪，涉及一种中学物理教学与实验仪器。该演示仪主要包括演示板、导轨、定滑轮、画图纸、底座、测力计、细绳和滑动木板等。该演示仪成本低廉、携带方便、操作简单，演示力的合成效果明显，误差小，有利于学生对平行四边形法则的理解。更有利于实验和教学的开展。本技术解决其技术问题所采用的方案主要有以下几点。1.整个演示仪主要由演示板、导轨、定滑轮、画图纸、底座、测力计、细绳和滑动木板等组成，其中测力计3通过螺丝固定在演示板上面，不能移动，两块滑动木板在背面通过可调节螺丝固定在导轨上，调节螺丝可以使滑动木板沿导轨左右移动。2.演示仪上的测力计1、测力计2和两个定滑轮是通过螺丝分别固定在两块滑动木板上面，可以随着滑动木块一起移动或改变位置，画图纸通过图钉固定在演示板上，可以随时更换。3.演示仪的滑动木板表面突出演示板表面，以避免实验时所挂重物与演示板碰触，实验中悬挂重物的两个拉力可以随着滑动木板的移动而改变大小及方向。4.演示仪上的滑动木板上固定着测力计与定滑轮，两个定滑轮的位置在水平方向上要等高，且要使挂在测力计上的细绳受力时的方向竖直向下并与定滑轮相切，以此减少由于拉力与测力计不在同一直线上所带来的误差。5.实验中所用的细绳全都是没有弹性的轻质细绳，悬挂着的重物的重量或数量可以多次改变，以此达到多次测量的目的。6.固定整个演示仪的底座较重，可以使演示仪在实验过程中保持稳定。本技术的有益效果是该演示仪成本低廉、携带方便、操作简单，演示力的合成效果明显，误差小。滑动木板的移动还可以演示三力共点动态平衡过程，以此观测共点力平衡时各分力大小与角度之间的关系。整个实验的原理和实验过程跟教材上的实验差别不大，简单易操作，学生参与性强。附图说明下面结合附图和实施例对本技术进一步说明，其中图1是本技术的结构示意图；图2是本技术的实验演示1图；图3是本技术的实验演示2图；图4是本技术的实验演示3图；图5是本技术的实验演示4图；图6是本技术的实验演示5图；图7是本技术的实验演示6图。具体实施例本技术提出了一种力的合成演示仪，能比较快捷、直观地演示力的合成实验，从而迅速得出实验结果。本技术的结构示意图如图1所示，该演示仪主要由演示板（1）、导轨（2）、定滑轮（3）、画图纸（4）、底座（5）、测力计1（6）、测力计2（7）、无弹性的细绳（8）、测力计3（9）、滑动木板（10）和图钉（11）组成。其中，测力计3（9）通过螺丝固定在演示板（1）上面，不能移动；两块滑动木板（10）在背面通过可调节螺丝固定在导轨（2）上，调节螺丝可以沿导轨左右移动；测力计1（6）、测力计2（7）和两个定滑轮（3）是通过螺丝分别固定在两块滑动木板（10）上面，可以随着滑动木块（10）一起移动或改变位置；画图纸（4）用图钉（11）固定，可以随时更换，其他部分都是固定连接为一体的。在本实施例中，直接使用一盒钩码（50g×10）来进行实验。首先将演示仪放置在水平台上，对三个测力计进行机械调零。把三根长短不一致的细绳打一死节（根据需要调节三细绳长短）。如图2所示，其中一根细绳悬挂一串钩码，另外两根细绳中，长细绳挂在测力计2上，短细绳挂在测力计1上，然后拧紧螺丝固定测力计2，拧松固定测力计1的滑动木板后面的螺丝，移动测力计1，使悬挂在测力计上的细绳绕过其对应的定滑轮绷紧，此时，钩码被两个互成夹角的细绳悬挂，记录两个测力计的读数，并在画图纸上标记两细绳的方向，从而得到两个分力。拧松固定测力计1的滑动木板后面的螺丝，移动测力计1，当两个测力计并排靠紧固定时，如图3所示，挂测力计2的细绳稍微松弛，挂测力计1的细绳竖直绷紧挂起钩码。此时，测力计2不起作用，记录测力计1的读数和拉力方向（方向竖直向上），从而得到合力。取下钩码和细绳，在画图纸上合适的位置取一点，依照作图法，在这一点上画出实验得到的两个分力大小及方向并根据它们作出平行四边形，再作出对角线。再在这个点上画出实验得到的合力，比较实验得到的合力和对角线的长短及方向，就可以验证力的平行四边形法则。调节固定测力计的滑动木板后面的螺丝，再移动测力计1或测力计2，就可以改变两分力之间夹角的大小，或者改变钩码的个数，重复以上步骤，进行多次测量。在平行四边形法则验证的基础上，接下来分别用两根细绳的各自的其中一端系上两个钩码串，两根细绳的另外一端均连接在水平放置的测力计3上，如图4所示，将这两根细绳分别搭在右边滑动木板上的两个定滑轮上，使两钩码串悬垂。接下来，取下两个钩码串合在一起只挂在一根细绳上，如图5所示，记录测力计3的刻度位置，与前一次的刻度位置比较，以此验证两个分力夹角为0°时合力的大小是否为两分力之和。再把打了死节的三根细绳的其中两根挂上不同的钩码串，如图6所示，结点O放在两个定滑轮中间，余下细绳OA自由下垂，当松开手时，结点以及钩码串都会向同一方向移动，则表示此时结点收到两个方向相反、大小不等的分力，其合力方向与较大的力的方向相同，当把细绳绳头A挂在测力计3上时，如图7所示，结点才停止移动，此时测力计3的示数则为合力的大小。以此验证两个分力夹角为180°时合力的大小是否为两分力之差。本技术的目的在于提供一种能直观演示力的合成的实验装置，整个装置结构简单，操作方便，利用实验时各细绳的受力方向直接在画图纸上描点作图的表示力的大小及箭头指向，直观演示力的合成效果明显，有利于学生对平行四边形法则的理解。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种力的合成演示仪，该演示仪主要包括演示板、导轨、定滑轮、画图纸、底座、测力计、细绳和滑动木板等组成，其特征在于测力计3通过螺丝固定在演示板上面，不能移动，两块滑动木板在背面通过可调节螺丝固定在导轨上，调节螺丝可以沿导轨左右移动。

【技术特征摘要】
1.一种力的合成演示仪，该演示仪主要包括演示板、导轨、定滑轮、画图纸、底座、测力计、细绳和滑动木板等组成，其特征在于测力计3通过螺丝固定在演示板上面，不能移动，两块滑动木板在背面通过可调节螺丝固定在导轨上，调节螺丝可以沿导轨左右移动。2.根据权利要求1所述的一种力的合成演示仪，其特征在于测力计1、测力计2和两个定滑轮是通过螺丝分别固定在两块...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦谱，谌雄文，刘芝，
申请(专利权)人：怀化学院，
类型：新型
国别省市：湖南,43