[實用新型]一種杠桿原理實驗儀

有效

• 申請號: 201720378946.0
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN206711461U
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 曲正翔
• 申請（專利權）人: 曲正翔
• 主分類號: G09B23/10
• 分類號: G09B23/10
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司11340
• 代理人: 陳永寧

技術領域

本新型屬于教學用實驗教具技術領域，具體涉及杠桿原理實驗儀。

背景技術

杠桿原理是物理中重要的原理之一，在物理教學中，演示杠桿原理可以讓學生能更加形象的理解杠桿定理。教師在做杠桿原理實驗時，多采用實驗教具來進行演示。目前，實驗教具結構多樣、功能強大，但是，都沒有結合科學的研究方法，學生在做實驗的時候思路不夠清晰，對原理的認識不夠深刻。

物理學或生物學中對于多因素(多變量)的問題，常常采用控制因素(變量)的方法，把多因素的問題變成多個單因素的問題，而只改變其中的某一個因素，從而研究這個因素對事物影響，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法。它是科學探究中的重要思想方法，廣泛地運用在各種科學探索和科學實驗研究之中。

在杠桿原理中共有兩個變量：力和力臂，如果采用控制變量法，先固定力或力臂，來研究力臂或力發生變化時的效果，可以使得實驗思路清晰，實驗效果更容易理解。

現有技術中不僅沒有結合控制變量法的實驗教具，而且基于現有的教具無法應用控制變量法。例如，中國專利CN 205211264 U、CN 205959481 U，在驗證杠桿原理時，通過調整左右砝碼的數量以及力臂達到平衡后，此時如果通過固定左側砝碼的力臂增加砝碼數量來研究杠桿原理，需要將杠桿調平，由于砝碼的重量跨度較大，往往需要在右側同時調整砝碼重量和力臂兩個變量來達到平衡。在一次調平衡的過程中，左邊力大小、右邊力大小和力臂均發生了變化，無法逐一的研究每一個變量的作用。

實用新型內容

針對現有技術中對于杠桿原理的演示沒有結合科學的控制變量法的問題，提供了一種杠桿原理實驗儀，該教具可以結合控制變量法對杠桿原理中的力和力臂兩個因素采用固定一個調整一個的方法來研究其作用效果。

一種杠桿原理實驗儀，包括底座、立桿、橫桿、測力計和牽引力調節裝置，所述立桿設置底座上，所述橫桿與立桿轉動連接，所述橫桿一側懸掛砝碼，其特征在于，所述橫桿另一側懸掛測力計，所述牽引力調節裝置牽拉測力計，所述牽引力調節裝置對測力計的牽引力可實現無級調節。

所述牽引力調節裝置設置于底座上，包括蝶形螺栓、牽引繩和滾輪，所述蝶形螺栓與底座螺紋連接，所述滾輪與底座轉動連接，所述滾輪上開設容納牽引繩的凹槽，所述牽引繩一端系在測力計上，繞過滾輪后另一端系在蝶形螺栓上。

所述橫桿左右兩側刻有長度刻度，中間鉸接位置為零點。

本實用新型的有益效果：該實驗教具針對控制變量法的實驗方法設計，通過科學的研究方法，對杠桿原理中力和力臂的因素逐一分析，實驗思路清晰，易于學生理解。

附圖說明

圖1本實用新型一實施例結構示意圖。

具體實施方式

下面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型的技術方案做進一步說明。

一種杠桿原理實驗儀，包括底座1、立桿2、橫桿3、測力計4和牽引力調節裝置5，所述立桿2設置底座1上，所述橫桿3與立桿2轉動連接，所述橫桿一側懸掛砝碼6，如圖1所示，所述橫桿3另一側懸掛測力計4，所述牽引力調節裝置5牽拉測力計4，所述牽引力調節裝置5對測力計4的牽引力可實現無級調節。

采用控制變量法的實驗操作方法：

首先，通過固定力臂因素來研究力在杠桿原理中的作用，在橫桿3的左側懸掛一個砝碼，調節牽引力調節裝置5豎直向下牽引橫桿3的力的大小，使橫桿3處于平衡狀態，此時記錄砝碼6的質量和測力計4的讀數；下一組要增加砝碼6的質量，再通過牽引力調節裝置5來調平橫桿3，記錄此時砝碼6的質量和測力計4的讀數，如此可以重復操作多組，分別記錄每組的砝碼6的質量和測力計4的讀數。

然后，通過固定力因素來研究力臂在杠桿原理中的作用，在橫桿3的左側懸掛一個砝碼，調節牽引力調節裝置5豎直向下牽引橫桿3的力的大小，使橫桿3處于平衡狀態，此時記錄砝碼6在橫桿3上懸掛的位置距離和測力計4的讀數；下一組，砝碼6的質量不變，移動其在橫桿3上懸掛的位置，即力臂的大小，通過牽引力調節裝置5來調平橫桿3，記錄砝碼6在橫桿3上懸掛的位置距離和測力計4的讀數，如此可以重復操作多組，分別記錄每組砝碼6在橫桿3上懸掛的位置距離和測力計4的讀數。