一种洛必达滑轮问题的实验演示装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种洛必达滑轮问题的实验演示装置及方法，包括支架，支架上安装吊梁，吊梁的一端安装有被动索，另一端上设有滑动件，滑动件下方连接主动索，被动索的端部安装动滑轮，主动索绕过动滑轮端面后与配重体连接；本实验演示装置回避了复杂的理论推导过程，通过实验演示的方式，使问题的结论一目了然。同时本装置连接方式简易，便于组装，构件易于制作，材料简单，具有较高的实际应用价值。具有较高的实际应用价值。具有较高的实际应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种洛必达滑轮问题的实验演示装置及方法


[0001]本专利技术属于物理实验设备
，具体涉及一种洛必达滑轮问题的实验演示装置及方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]洛必达滑轮问题的演示装置是一种创新的，简易的，便于理解和接受的物理实验演示装置。其实验特点是通过固定滑片的变位和改变钩码来得到不同力下的最小作用能点，通过改变滑片位置得到一系列的最小作用能点。在洛必达的《无穷小分析引论》中该滑轮问题，洛必达本人通过复杂的几何推导与能量法得出最小作用能点的结论。通过理论推导并不能直观展现该问题的结论，且过程复杂，不适合没有微积分基础的人理解，无法将简单的结论进行广泛的推广。
[0004]如何通过实验演示装置回避了复杂的理论推导过程通过实验演示的方式，使问题的结论一目了然是目前需要解决的难题。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决上述问题，提出了一种洛必达滑轮问题的实验演示装置及方法，根据一些实施例，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种洛必达滑轮问题的实验演示装置，包括支架，支架上安装吊梁，吊梁的一端安装有被动索，另一端上设有滑动件，滑动件下方连接主动索，被动索的端部安装动滑轮，主动索绕过动滑轮端面后与配重体连接。
[0007]进一步的，所述支架包括左侧支撑件、右侧支撑件和底部连接件，左侧支撑件通过底部连接件与右侧支撑件连接，整体成U型，U型顶部开口侧安装吊梁。
[0008]进一步的，所述左侧支撑件的侧面为三角形框架结构，三角形框架结构的内部设有连接顶端与底边中心的立柱。
[0009]进一步的，所述左侧支撑件包括第一立柱、第一斜杆、第二斜杆和第一纵杆，第一纵杆设置在底部，第一纵杆上表面的中心与第一立柱连接；第一纵杆上表面的一端与第一斜杆的一端连接，第一斜杆的另一端与第一立柱顶部连接；第一纵杆上表面的另一端与第二斜杆的第一端连接，第二斜杆的另一端与第一立柱的顶部连接。
[0010]进一步的，第一斜杆和第二斜杆的顶端均高出第一立柱一定距离，使得第一斜杆的顶端与第一立柱和第二斜杆顶端构成凹槽区域，凹槽区域内用于安装吊梁。
[0011]进一步的，所述右侧支撑件的侧面为三角形框架结构，三角形框架结构的内部设有连接顶端与底边中心的立柱。
[0012]进一步的，所述左侧支撑件与右侧支撑件平行设置，左侧支撑件的第一纵杆与右侧支撑件第二纵杆之间通过多个横杆连接。
[0013]进一步的，所述吊梁为柱形结构，所述滑动件包括环形滑片和可调旋钮，环形滑片的顶部设有旋钮安装孔，可调旋钮通过旋钮安装孔将环形滑片固定在吊梁上。
[0014]进一步的，所述配重体为砝码。
[0015]第一方面，本专利技术提供了一种洛必达滑轮问题的实验演示装置的工作方法，包括：
[0016]将组装好的实验演示装置，放置在一水平工作台上，调节变位滑片，使得变位滑片位于上部吊梁的左端点，顺时针旋动可调旋钮，直至变位滑片无法变位；
[0017]将主动索搭接在滑轮上，同时在吊钩上悬挂一个钩码，经过一段时间后，钩码达到最小作用能点；
[0018]在钩码下吊环上悬挂另一个钩码，最小作用能点位置不发生改变。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0020]1、本装置主要节点部位通过胶粘连接，其主要形态为左右两榀通过上部吊梁及下部横杆进行连接，吊梁上设有变位滑片和羊眼螺丝钉，其中变位滑片可通过可调旋钮进行固定。羊眼螺丝钉连接有被动索，被动索用于连接滑轮。可变滑片下设有搭接在滑轮上的主动索，另一端系有吊钩，吊钩用于悬挂钩码。同时本实验演示装置回避了复杂的理论推导过程，通过实验演示的方式，使问题的结论一目了然。同时本装置连接方式简易，便于组装，构件易于制作，材料简单，具有较高的实际应用价值。
[0021]2、本专利技术的主体支撑结构采用木质结构，支撑效果良好，框架较为轻便；同时该木质材料，便于采购，零件所采用的构件均为标准件，无需额外定制参数或经过特殊加工，如激光；构件符合一定模数，参数较为统一，便于加工。
[0022]3、本专利技术采用的滑轮、绳索及钩码无需特殊定制，均可采用一般教学使用的滑轮模型进行组装，也可通过工厂大批量模块化生产。
[0023]4、本装置通过顺时针旋动可调旋钮，直至变位滑片无法变位。将主动索搭接在滑轮上，同时在吊钩上悬挂1个10克钩码，经过一段时间后，钩码达到另一最小作用能点，其演示效果良好，使问题的结论一目了然；同时本装置连接方式简易，便于组装，构件易于制作，材料简单，具有较高的实际应用价值。
[0024]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
[0025]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0026]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0027]图1整体零件爆炸分解图。
[0028]图2整体组装斜二测视图，悬挂砝码为10g，环形滑片位于端点。
[0029]图3一榀单元结构结点标注示意图。
[0030]图4第七节点零件爆炸分解图。
[0031]其中：1、左侧支撑件；2、吊梁；3、右侧支撑件；4、底部连接件；11、可调旋钮；12、环形滑片；13、第二斜杆；14、第一立柱；15、第一斜杆；16、第一纵杆；17、第一横杆；18、第二横
杆；19、第三横杆；20、砝码；21、动滑轮；22、主动索；23、被动索；24、长条状杆件；25、羊眼螺丝钉；26、第四斜杆；27、第三斜杆；28、第二立柱；29、第二纵杆；30、第七节点；31、第八节点。
具体实施方式：
[0032]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0033]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0034]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0035]实施例一：
[0036]如图1
‑
图4所示，本实施例提供了一种洛必达滑轮问题的实验演示装置，包括支架，支架上安装吊梁，吊梁的一端安装有被动索，另一端上设有滑动件，滑动件下方连接主动索，被动索的端部安装动滑轮，主动索绕过动滑轮端面后与配重体连接。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种洛必达滑轮问题的实验演示装置，其特征在于，包括支架，支架上安装吊梁，吊梁的一端安装有被动索，另一端上设有滑动件，滑动件下方连接主动索，被动索的端部安装动滑轮，主动索绕过动滑轮端面后与配重体连接。2.如权利要求1所述的洛必达滑轮问题的实验演示装置，其特征在于，所述支架包括左侧支撑件、右侧支撑件和底部连接件，左侧支撑件通过底部连接件与右侧支撑件连接，整体成U型，U型顶部开口侧安装吊梁。3.如权利要求2所述的洛必达滑轮问题的实验演示装置，其特征在于，所述左侧支撑件的侧面为三角形框架结构，三角形框架结构的内部设有连接顶端与底边中心的立柱。4.如权利要求2所述的洛必达滑轮问题的实验演示装置，其特征在于，所述左侧支撑件包括第一立柱、第一斜杆、第二斜杆和第一纵杆，第一纵杆设置在底部，第一纵杆上表面的中心与第一立柱连接；第一纵杆上表面的一端与第一斜杆的一端连接，第一斜杆的另一端与第一立柱顶部连接；第一纵杆上表面的另一端与第二斜杆的第一端连接，第二斜杆的另一端与第一立柱的顶部连接。5.如权利要求4所述的洛必达滑轮问题的实验演示装置，其特征在于，第一斜杆和第二斜杆的顶端均高出第一立柱一定距离，使得第一斜杆的顶端...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜宏政，赵清宇，王昊，王夕鹏，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：