一种杠杆平衡条件演示装置的制作方法

本技术涉及到物理教学实验教具，具体涉及到一种杠杆平衡条件演示装置。

背景技术：

1、在中学物理的教学内容中，杠杆是教学重点、也是难点，需要学生尽可能的掌握。在杠杆教学内容中，杠杆平衡条件是一个重要的知识点，即：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。在探究杠杆平衡条件时，为了得出则一结论却不容易，需要进行多次探究实验。当前的探究杠杆平衡条件使用到的教具，多采用在支架上设置可旋转的具有尺度的杠杆和测量尺，在进行演示时分别在杠杆两端的任意位置挂上重物，调节重物的重量使杠杆平衡。但是这样的教具具有如下缺陷：由于悬挂的重物由于重力作用，始终竖直向下，不能任意改变重物的拉力的方向，只能演示动力臂和阻力臂是水平且处于同一直线上的这一种特殊情况；不能探究动力臂和阻力臂之间具有一定夹角、不在同一直线上这种普遍状况。如公开号为cn202694636u公开的一种杠杆平衡条件演示仪，即为当前中学物理教学中探究杠杆平衡条件时普遍使用的教具，此种教具只能探究动力臂和阻力臂是水平且处于同一直线上的这一种特殊情况下的杠杆平衡条件，不能普遍演示不同的杠杆平衡条件，不具有说服力。

技术实现思路

1、为了解决以上现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种杠杆平衡条件演示装置，可在演示任意角度下的杠杆平衡，使动力臂和阻力臂之间具有一定夹角，具有更普遍的演示效果，具有更高的说服力，使学生更加容易掌握杠杆的平衡条件。

2、本实用新型采用的技术方案如下：一种杠杆平衡条件演示装置，包括底座，底座上固定设置的展示板；所述展示板的中心位置设置有平直的杠杆，杠杆两端通过细绳悬挂有钩码，杠杆的两个端头设置有平衡螺母；所述展示板板面的边缘上、设置有两条关于展示板中心所在竖直直线对称的、贯穿展示板的、以展示板中心为圆心的弧形开槽；所述弧形开槽上面向设置杠杆的一面设置有滑轮；所述展示板采用磁性材料制成，还配备有两条带有磁性的指示磁贴和两条带有磁性的磁性刻度尺，以及若干钩码。

3、值得说明的是，弧形开槽的直径的长度大于杠杆的长度，此设置为了便于杠杆上挂有钩码的细绳可绕过弧形开槽上固定的滑轮，以改变杠杆上力的方向。

4、进一步的，展示板为圆形，包括木质基板和贴在木质基板上的磁性白板；展示板通过螺栓和螺母固定在底座上。

5、进一步的，展示板中心开有小孔，在小孔内嵌入轴承，杠杆通过转轴嵌入轴承的内圈从而固定在展示板上。

6、进一步的，杠杆两端开有小孔，细绳穿过小孔捆绑固定在杠杆上，细绳末端悬挂钩码，小孔处即为力的作用点。

7、进一步的，杠杆的两个端头开有轴向与杠杆一致的小孔，小孔内旋入与小孔匹配的螺栓，所述平衡螺母串在螺栓上。使用时，通过调整平衡螺母在螺栓上的位置来使杠杆平衡。

8、进一步的，滑轮通过螺栓和螺母固定在弧形开槽上，其中，螺栓贯穿弧形开槽后，在展示板两侧分别用螺母在螺栓上夹紧展示板，从而将螺栓固定在展示板上的弧形开槽内，再将滑轮串在设置有杠杆一侧的螺栓上，最后再用螺母旋紧螺栓上将滑轮固定。此处值得说明的是，由于滑轮需要在螺栓上自由转动，因此在用螺母将滑轮固定在螺栓上时，不能将展示板一侧最外面的螺母旋紧，而是应当预留一定的距离，将滑轮限制在螺栓上不掉落即可，使滑轮可在螺栓沿螺栓轴向有一定活动空间，保证滑轮在螺栓上可自由转动。

9、有益效果：

10、本实用新型提供的一种杠杆平衡条件演示装置，采用圆形形状的展示板，在展示板上设置可转动的杠杆，以及在杠杆两端的展示板上分别设置以杠杆的转轴处为圆心的弧形开槽，圆弧形开槽上设置有滑轮。使用时，将杠杆两端的细线绕过滑轮，从而使拉力的方向不再总是竖直向下；通过移动滑轮的位置，进而改变拉力的方向、杠杆平衡的方向、力臂的大小和方向，从而使得探究杠杆平衡条件时，平衡的情况更为普通，使实验结论更具有普遍性。同时，展示板具有磁性，当杠杆在任意方向平衡时，可以沿着拉力方向将指示磁贴贴在展示板上，由此记录下拉力的方向；并且，任意方向平衡时力臂并不一定与杠杆重合，此时可以通过在展示板上贴上磁性刻度尺记录下方向和大小，将抽象的力臂变得直观，有效突破实验难点。

技术特征：

1.一种杠杆平衡条件演示装置，包括底座，底座上固定设置的展示板，其特征在于：所述展示板的中心位置设置有平直的杠杆，杠杆两端通过细绳悬挂有钩码，杠杆的两个端头设置有平衡螺母；所述展示板板面的边缘上、设置有两条关于展示板中心所在竖直直线对称的、贯穿展示板的、以展示板中心为圆心的弧形开槽；所述弧形开槽上面向设置杠杆的一面设置有滑轮；所述展示板采用磁性材料制成，还配备有两条带有磁性的指示磁贴和两条带有磁性的磁性刻度尺，以及若干钩码。

2.根据权利要求1所述的一种杠杆平衡条件演示装置，其特征在于：所述展示板为圆形，包括木质基板和贴在木质基板上的磁性白板；展示板通过螺栓和螺母固定在底座上。

3.根据权利要求1所述的一种杠杆平衡条件演示装置，其特征在于：所述展示板中心开有小孔，在小孔内嵌入轴承，杠杆通过转轴嵌入轴承的内圈从而固定在展示板上。

4.根据权利要求1所述的一种杠杆平衡条件演示装置，其特征在于：所述杠杆两端开有小孔，细绳穿过小孔捆绑固定在杠杆上，细绳末端悬挂钩码。

5.根据权利要求1所述的一种杠杆平衡条件演示装置，其特征在于：所述杠杆的两个端头开有轴向与杠杆一致的小孔，小孔内旋入与小孔匹配的螺栓，所述平衡螺母串在螺栓上。

6.根据权利要求1所述的一种杠杆平衡条件演示装置，其特征在于：所述滑轮通过螺栓和螺母固定在弧形开槽上，其中，螺栓贯穿弧形开槽后，在展示板两侧分别用螺母将螺栓固定在弧形开槽上，再将滑轮串在设置有杠杆一侧的螺栓上，最后用螺母将滑轮固定。

技术总结
本技术涉及到物理教学实验教具技术领域，具体涉及到一种杠杆平衡条件演示装置。本技术提供的一种杠杆平衡条件演示装置，采用圆形形状的展示板，在展示板上设置可转动的杠杆，以及在杠杆两端的展示板上分别设置以杠杆的转轴处为圆心的弧形开槽，圆弧形开槽上设置有滑轮。使用时，将杠杆两端的细线绕过滑轮，从而使拉力的方向不再总是竖直向下，通过移动滑轮的位置，进而改变拉力的方向、杠杆平衡的方向、力臂的大小和方向，从而探究更为普遍情况下的杠杆平衡条件，使实验结论更具有普遍性；同时将具有磁性的指示磁贴和磁性刻度尺贴在具有磁性的展示板上，方便记录力臂的方向和拉力的大小，将抽象的力臂变得直观，有效突破实验难点。

技术研发人员：刘太娟,向优生,黄亿斌,李华兵,熊欣莹,吴娇,安高琪,陈超
受保护的技术使用者：重庆市南渝中学校
技术研发日：20230511
技术公布日：2024/1/15