專利名稱：力學(xué)實(shí)驗(yàn)組合模型的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于測(cè)球體直徑和物體質(zhì)量、密度、研究彈簧秤刻度、摩擦、液中壓強(qiáng)、浮力等的智力組合教具。
目前，除為學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)而生產(chǎn)的力學(xué)儀器外，市場(chǎng)上還沒(méi)有為廣大中學(xué)生和青少年學(xué)習(xí)物理而提供的力學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀，F(xiàn)有的力學(xué)儀器部件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，專件專用，功能單一，造價(jià)昂貴，只能在實(shí)驗(yàn)室這種特定條件下使用，對(duì)大多數(shù)學(xué)生來(lái)說(shuō)往往只是演示性的，很難有親自動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)。
本發(fā)明的目的在于使用幾個(gè)簡(jiǎn)易部件，就能組裝成天平、鐵架臺(tái)、滑輪組和小車(chē)，完成我國(guó)現(xiàn)行初中物理力學(xué)部份全套八個(gè)實(shí)驗(yàn)，為初學(xué)物理的學(xué)生提供可隨時(shí)操作和研究的機(jī)會(huì)，寓學(xué)習(xí)、智能培養(yǎng)于娛樂(lè)中。
本實(shí)用新型的要點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)八個(gè)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的組裝。力學(xué)實(shí)驗(yàn)組合模型是由底板(1)、直角直條鐵片(2)、直條片(3)、游碼(4)、鉤碼(5)、天平盤(pán)(6)、短軸棒(7)、大、小槽形鐵片(8)、(9)、大、小輪(10)、(11)、套筒(12)、長(zhǎng)軸棒(13)以及彈簧秤和量杯等部件構(gòu)成。將這些部件，按一定要求組合，可裝配成以下四個(gè)進(jìn)行力學(xué)實(shí)驗(yàn)的儀器(一)天平(二)鐵架臺(tái)
(三)滑輪組(四)小車(chē)?yán)眠@樣組裝的四個(gè)儀器和彈簧秤、量杯等，可以完成以下八個(gè)實(shí)驗(yàn)1.用天秤稱物體質(zhì)量；2.研究杠桿平衡；3.研究彈簧秤刻度；4.測(cè)滑輪組機(jī)械效率；5.研究滑動(dòng)和滾動(dòng)摩擦；6.測(cè)物體密度；7.測(cè)物體在液體中所受浮力；8.測(cè)園柱或球體直徑。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有力學(xué)儀器相比，其優(yōu)點(diǎn)在于具有每件多用的部件，可組裝成多功能的實(shí)驗(yàn)儀器，制造簡(jiǎn)易，組裝方便，便于攜帶，而且科學(xué)、經(jīng)濟(jì)，所有初中和億萬(wàn)中學(xué)生及青少年都易具備。
本實(shí)用新型的其他特點(diǎn)和具體結(jié)構(gòu)由以下實(shí)施例和
。
圖一為組裝的天平正視圖，側(cè)視圖和俯視圖。
圖二為組裝的鐵架臺(tái)的正視圖和側(cè)視圖。
圖三為組裝的滑輪組的正視圖和側(cè)視圖。
圖四為組裝的小車(chē)的正視圖、側(cè)視圖和俯視圖。
圖五為測(cè)量園柱或球體直徑的正視圖和俯視圖。
圖六為底坐(1)、直條片(3)和直角條片(2)的立體圖。
(一)組裝天平模型如圖一所示，天平模型由底板(1)、直角直條鐵片(2)、直條片(3)、游碼(4)、鉤碼(5)、天平盤(pán)(6)、短軸棒(7)和槽型長(zhǎng)鐵片(8)用螺絲聯(lián)接組裝而成。
實(shí)驗(yàn)1用天秤稱物體質(zhì)量稱物體之前，先將作為橫梁的直條片(3)的左、右兩端槽中穿上螺絲，調(diào)整螺絲位置，使橫梁(3)中部指針指向作為立柱的直角直條片(2)上端的弧形刻度的零點(diǎn)位置，就表明橫梁處于平衡。
稱物體時(shí)，用鉤碼作為砝碼，不同質(zhì)量鉤碼的組合，與游碼一起可以稱100克內(nèi)任何克數(shù)的質(zhì)量。
實(shí)驗(yàn)2研究杠桿平衡先將天平模型的兩個(gè)天平盤(pán)和游碼都取下來(lái)，然后，在直條片(3)的左、右狹縫中用細(xì)繩掛上鉤碼，移動(dòng)狹縫中細(xì)繩的位置，使在直條片(3)平衡，這時(shí)記錄左、右鉤碼的質(zhì)量和它們到指針的距離，就可研究杠桿平衡的關(guān)系。
(二)組裝鐵架臺(tái)如圖二所示，鐵架臺(tái)是由底板(1)、直角直條鐵片(2)、直條片(3)、短軸棒(7)、槽形長(zhǎng)鐵片(8)等用螺絲聯(lián)接組裝而成。
實(shí)驗(yàn)3研究彈簧秤刻度將彈簧秤上端用彎鉤掛到鐵架臺(tái)的短軸棒(7)上。先調(diào)整彈簧上端螺紋，使透明外殼內(nèi)的彈簧下端所聯(lián)接的輕質(zhì)細(xì)桿上的紅色上邊緣對(duì)準(zhǔn)外殼上刻度的零點(diǎn)。
然后將不同重量的鉤碼進(jìn)行各種組合，掛到彈簧秤下端，觀測(cè)彈簧伸長(zhǎng)量與所加鉤碼重量間的關(guān)系。
(三)組裝滑輪組如圖三所示、滑輪組由短軸棒(7)、長(zhǎng)、短槽形鐵片(8)、(9)、大、小輪(10)、(11)(不帶膠輪圈)和套管(12)構(gòu)成。套管(12)的作用是使滑輪處于短軸棒中央。
實(shí)驗(yàn)4測(cè)滑輪組機(jī)械效率將滑輪組用彎鉤掛到鐵架臺(tái)上端短軸棒(7)上，用細(xì)繩的一端先栓在滑輪上，然后順序穿過(guò)定滑輪、動(dòng)滑輪，另一端栓在彈簧秤上，在滑輪下面掛上鉤碼，分別記錄鉤碼和彈簧秤的位置。
實(shí)驗(yàn)時(shí)向上拉彈簧秤，使鉤碼勻速上升一段距離，從彈簧秤上端讀出拉力的大小，用刻度尺分別量出鉤碼和彈簧秤移動(dòng)的距離。
(四)組裝小車(chē)如圖四所示，小車(chē)由底板(1)、大輪(10)(帶膠輪圈)、小輪(11)(帶膠輪圈)、長(zhǎng)軸棒(13)用螺絲聯(lián)接組成。
實(shí)驗(yàn)5研究滑動(dòng)和滾動(dòng)摩擦研究滑動(dòng)摩擦?xí)r，先不組裝小車(chē)，而是直接將底板(1)的板面分別與水平放置的毛巾、布面、紙面、木板等接觸，板面上放置不同重量鉤碼，用彈簧秤水平牽引，使底板作勻速直線運(yùn)動(dòng)，觀測(cè)彈簧秤每種情況下的讀數(shù)。研究滾動(dòng)摩擦?xí)r，先要組裝小車(chē)。使用彈簧秤牽引、使小車(chē)作勻速直線運(yùn)動(dòng)，觀測(cè)彈簧秤讀數(shù)。
實(shí)驗(yàn)6測(cè)物體密度先記錄盛水量杯對(duì)應(yīng)于水面的刻度，然后將已稱過(guò)質(zhì)量的物體浸入量杯內(nèi)水中，記錄升高之后的水面對(duì)應(yīng)的刻度，從兩次刻度之差，即可得物體排開(kāi)的水的體積，此即物體體積。用此體積除以它的質(zhì)量，即得該物體密度。
實(shí)驗(yàn)7研究物體在液體中所受的浮力先用彈簧秤稱出物體重量，然后將物體浸入盛液體的量杯內(nèi)，再用彈簧秤稱出液中的物重，比較前后兩次物重之差，即可得物體所受浮力之值。
通過(guò)物體浸入液內(nèi)前后液面對(duì)應(yīng)的刻度之差，計(jì)算它所排開(kāi)的液重，并與上述浮力值比較。
實(shí)驗(yàn)8測(cè)園柱或球體直徑如圖五所示，將一個(gè)槽形鐵片用螺絲固定在底板(1)上帶刻度的槽的一端，將另一槽形鐵片通過(guò)螺絲可在底板(1)上帶刻度的槽中挪動(dòng)，將被測(cè)園柱或球體放置在這兩個(gè)槽形鐵片之間夾緊，即可由底板(1)上的刻度讀出被測(cè)園柱或球體的直徑。
本力學(xué)實(shí)驗(yàn)組合模型還可研究液體的壓強(qiáng)和深度的關(guān)系。
找一個(gè)平底小瓶，測(cè)出直徑，算出底面積，然后在小瓶?jī)?nèi)盛砂子后用天秤稱質(zhì)量。再將此盛砂的小瓶放到盛水的量杯內(nèi)，小瓶平衡時(shí)，測(cè)出瓶底在水面下的深度，由此即可確定液體壓強(qiáng)與深度的關(guān)系。
力學(xué)實(shí)驗(yàn)組合模型可以完成我國(guó)現(xiàn)行初中物理中力學(xué)部分全套八個(gè)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、便利。
權(quán)利要求1.力學(xué)實(shí)驗(yàn)組合模型是由底板(1)、直角條鐵片(2)、直條片(3)、游碼(4)、鉤碼(5)、天平盤(pán)(6)、短軸棒(7)、大、小槽形鐵片(8)、(9)、大、小輪(10)、(11)、套筒(12)、長(zhǎng)軸棒(13)以及彈簧秤和量懷等部件構(gòu)成，其特征在于底板(1)上有帶刻度的槽，并鉆有孔，直角直條鐵片(2)的一端折成直角，直角邊也鉆有孔，另一端在一條園弧上刻度，(1)和(2)上的孔可配合用螺絲聯(lián)接。直條片(3)中部掏空形成指針，左上邊有質(zhì)量單位的刻度，左、右下端有狹縫和長(zhǎng)度刻度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的力學(xué)實(shí)驗(yàn)組合模型，組裝的天平的結(jié)構(gòu)特征在于由部件(1)組成低盤(pán)，由部件(2)組成立柱，由部件(3)組成橫梁。橫梁的平衡可根據(jù)部件(3)中部指針是否對(duì)準(zhǔn)部件(2)上的零刻度來(lái)判斷。組裝的鐵架臺(tái)的結(jié)構(gòu)特征在于由部件(2)作為底盤(pán)，將部件(2)和部件(3)用螺絲聯(lián)接成長(zhǎng)的立柱，把部件(7)固聯(lián)于(3)上端作為彈簧秤等的懸掛支點(diǎn)。組裝的滑輪組的結(jié)構(gòu)特征在于由一對(duì)大小滑輪(10)、(11)組成定滑輪組，由另一對(duì)大小滑輪(10)、(11)組成動(dòng)滑輪組，組裝的小車(chē)的結(jié)構(gòu)特征在于由部件(1)作為車(chē)箱底盤(pán)，由兩個(gè)部件(13)作為滑輪，由兩個(gè)部件(10)作為一對(duì)前輪，由兩個(gè)部件(11)作為一對(duì)后輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的力學(xué)實(shí)驗(yàn)組合模型，其彈簧秤的特征在于外殼透明，外殼內(nèi)的彈簧上端固懸在帶螺紋的螺柱上，彈簧下端聯(lián)接在輕質(zhì)細(xì)棒上，此細(xì)棒上一部分為鮮紅色，通過(guò)調(diào)整彈簧上端螺紋使細(xì)棒紅色上端邊緣與外殼上的刻度零點(diǎn)對(duì)齊。
專利摘要本實(shí)用新型屬于智力教具力學(xué)實(shí)驗(yàn)組合模型各部件可組裝成天平、鐵架臺(tái)、滑輪組和小車(chē)，完成我國(guó)現(xiàn)行初中物理力學(xué)部分全套八個(gè)實(shí)驗(yàn)，即圓柱或球體直徑測(cè)量、用天平稱物體的質(zhì)量、研究彈簧秤刻度、研究滑動(dòng)和滾動(dòng)摩擦、測(cè)定物質(zhì)密度、研究液體壓強(qiáng)和深度的關(guān)系、研究物體在液體中所受的浮力、研究杠桿平衡條件和測(cè)滑輪組的機(jī)械效率。
文檔編號(hào)G09B23/00GK2034725SQ8820413
公開(kāi)日1989年3月22日 申請(qǐng)日期1988年4月20日 優(yōu)先權(quán)日1988年4月20日
發(fā)明者鄭百哲, 鄭百揆 申請(qǐng)人:鄭百哲, 鄭百揆