本實(shí)用新型涉及一種力的合成的物理教學(xué)演示裝置,尤其是能動(dòng)態(tài)演示力的合成。
背景技術(shù):
力的合成是中學(xué)物理靜力教學(xué)必做的演示實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。目前,課堂上經(jīng)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(cè)力計(jì)、橡皮筋、細(xì)繩和圖釘?shù)冉M成。使用時(shí),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(guò)兩根細(xì)繩與兩彈簧測(cè)力計(jì)相連,用力拉起兩彈簧測(cè)力計(jì),使細(xì)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(diǎn)和兩彈簧測(cè)力計(jì)的拉力大小、方向。重新用彈簧測(cè)力計(jì)拉起一根細(xì)繩,使橡皮筋的端點(diǎn)與前記錄的橡皮筋的端點(diǎn)重合,記錄彈簧測(cè)力計(jì)的拉力大小。通過(guò)描繪合力和分力大小、方向,從而驗(yàn)證合力和分力之間存在的平行四邊形關(guān)系。該裝置演示會(huì)存在:需水平放置,不方便演示;操作者不能單獨(dú)完成實(shí)驗(yàn);力的大小由操作者控制,缺乏穩(wěn)定性,數(shù)據(jù)偏差大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了克服操作者難以獨(dú)立完成的問(wèn)題,提高測(cè)量的穩(wěn)定性,本實(shí)用新型提供一種力的合成動(dòng)態(tài)掛定演示儀。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:力的合成動(dòng)態(tài)掛定演示儀包括矩形木板、彈簧測(cè)力計(jì)、上導(dǎo)軌、下導(dǎo)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(dǎo)軌和下導(dǎo)軌;在上導(dǎo)軌的兩邊各固定有一彈簧測(cè)力計(jì);在矩形木板的中部?jī)蛇叿謩e安裝上下兩組共四個(gè)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(dǎo)軌間安裝一細(xì)長(zhǎng)滑板,滑板上端可用旋鈕固定在上導(dǎo)軌上,滑板下端可用旋鈕固定在下導(dǎo)軌上,與下導(dǎo)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(xì)長(zhǎng)的觀測(cè)窗口,滑板上端安裝有一彈簧測(cè)力計(jì),彈簧測(cè)力計(jì)拉環(huán)可用旋鈕固定在滑板上;用一細(xì)線通過(guò)上邊那組定滑輪,將上導(dǎo)軌兩端的彈簧測(cè)力計(jì)連在一起。
使用時(shí),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(xì)線上,在力的作用下,橡皮筋被拉長(zhǎng),標(biāo)定橡皮筋與細(xì)線的交點(diǎn)位置以及彈簧測(cè)力計(jì)所測(cè)力的大小和方向;解下橡皮筋與細(xì)線端,滑板下端不動(dòng),旋轉(zhuǎn)滑板,通過(guò)觀察,使交點(diǎn)在細(xì)長(zhǎng)的觀察窗口中線位置上,固定上導(dǎo)軌的旋鈕,將橡皮筋連接到彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤上,拉動(dòng)滑板上的彈簧測(cè)力計(jì),使橡皮筋與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤的點(diǎn)與標(biāo)定的交點(diǎn)位置重合,即橡皮筋拉長(zhǎng)長(zhǎng)度與分力下橡皮筋的拉長(zhǎng)長(zhǎng)度相同,固定彈簧測(cè)力計(jì),記錄彈簧測(cè)力計(jì)的所測(cè)力的大小。即通過(guò)三個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)所測(cè)量的力的大小和方向,驗(yàn)證合力和分力之間存在的平行四邊形關(guān)系?;逑露嗽谙聦?dǎo)軌上滑動(dòng),可重新動(dòng)態(tài)測(cè)量合力和分力的大小、方向,進(jìn)一步驗(yàn)證合力和分力之間存在的平行四邊形關(guān)系的正確性。
本實(shí)用新型的有益效果是,在矩形木板上安裝有上下導(dǎo)軌、彈簧測(cè)力計(jì)和滑板,不需其他人員的配合,操作者可很方便測(cè)量合力和分力,改變滑板在下導(dǎo)軌的位置,可動(dòng)態(tài)驗(yàn)證合力和分力之間存在的平行四邊形關(guān)系。
附圖說(shuō)明
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是本實(shí)用新型引用的演示裝置示意圖。
圖2是本實(shí)用新型的力的合成動(dòng)態(tài)掛定演示儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2中,1.木板,2.彈簧測(cè)力計(jì)A,3.上導(dǎo)軌,4.旋鈕A,5.彈簧測(cè)力計(jì)B,6.旋鈕C,7.彈簧測(cè)力計(jì)C,8.定滑輪,9.下導(dǎo)軌,10.旋鈕B,11.觀察窗口,12.固定樁,13.細(xì)線,14.滑板。
具體實(shí)施方式
在圖2中,力的合成動(dòng)態(tài)掛定演示儀包括矩形木板、彈簧測(cè)力計(jì)、上導(dǎo)軌、下導(dǎo)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(dǎo)軌和下導(dǎo)軌;在上導(dǎo)軌的兩邊各固定有一彈簧測(cè)力計(jì)A和彈簧測(cè)力計(jì)B;在矩形木板的中部?jī)蛇叿謩e安裝上下兩組四個(gè)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(duì)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(duì)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(dǎo)軌間安裝一細(xì)長(zhǎng)滑板,滑板上端可用旋鈕A固定在上導(dǎo)軌上,滑板下端可用旋鈕B固定在下導(dǎo)軌上,與下導(dǎo)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(xì)長(zhǎng)的觀測(cè)窗口,滑板上端安裝有一彈簧測(cè)力計(jì)C,彈簧測(cè)力計(jì)拉環(huán)可用旋鈕C固定在滑板上;用一細(xì)線通過(guò)上邊那組定滑輪,將上導(dǎo)軌兩端的彈簧測(cè)力計(jì)A和彈簧測(cè)力計(jì)B連在一起。
使用時(shí),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(xì)線上,在力的作用下,標(biāo)定橡皮筋與細(xì)線的交點(diǎn)位置以及彈簧測(cè)力計(jì)A和彈簧測(cè)力計(jì)B所測(cè)力的大小和方向;解下橡皮筋與細(xì)線端,滑板下端不動(dòng),旋轉(zhuǎn)滑板,通過(guò)觀察,使交點(diǎn)在細(xì)長(zhǎng)的觀察窗口的中線位置上,固定上導(dǎo)軌的旋鈕A,將橡皮筋連接到彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤上,拉動(dòng)滑板上的彈簧測(cè)力計(jì)C,使橡皮筋與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤的點(diǎn)與標(biāo)定的交點(diǎn)位置重合,即橡皮筋拉長(zhǎng)長(zhǎng)度與分力下橡皮筋的拉長(zhǎng)長(zhǎng)度相同,用旋鈕C固定彈簧測(cè)力計(jì)C,記錄彈簧測(cè)力計(jì)C的所測(cè)力的大小。即通過(guò)三個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)所測(cè)量的力的大小和方向,驗(yàn)證合力和分力之間存在的平行四邊形關(guān)系。滑板下端在下導(dǎo)軌上滑動(dòng),可重新動(dòng)態(tài)測(cè)量合力和分力的大小、方向,進(jìn)一步驗(yàn)證合力和分力之間存在的平行四邊形關(guān)系的正確性。