專利名稱：組合式力學平臺的制作方法
技術領域：
一種組合式力學平臺，屬于教學實驗儀器。
力學是中學物理學的重要組成部分，教材要求的力學實驗較多，但目前滿足教材要求的力學實驗儀器卻很少，且功能單一，直接影響教學效果。
本實用新型的目的在于提供一種組合式力學平臺，它的平臺板可以根據(jù)需要進行折疊變換位置，其結構簡單，操作符合教學規(guī)范，演示直觀，功能齊全，含概中學力學的全部實驗。
本實用新型的目的是由以下技術方案來實現(xiàn)的一種組合式力學平臺，其特征在于它包括由主平臺(1)，主平臺(1)的一端通過銷軸與支架(5)鉸接，主平臺(1)的另一端通過銷軸與副平臺(2)和支架(3)鉸接，在主平臺(1)和副平臺(2)的兩側緣邊設有限位板(6)，限位板(6)的上平面為滑道(7)，在主平臺(1)的一側緣邊的外側設有標尺(4)，在主平臺(1)的兩端部和副平臺(2)的上端部設有安裝定滑輪(20)支架的連接孔(8)組成的平臺，由在主、副平臺(1)、(2)結合部置有的慣性平臺(16)，在主平臺(1)的一端置有慣性車，慣性車A、B上、下設置，慣性車由帶車輪的車體(17)，在車體(17)內置有卷簧(18)組成，在副平臺(2)的連接孔(8)內裝有帶支架的定滑輪(20)，慣性車B的掛勾(19)與繩索連接，繩索繞過定滑輪(20)與砝碼(23)連接構成的物體慣性演示裝置；由在主平臺(1)上置有慣性車，在主平臺(1)的一端連接孔(8)和副平臺(2)的連接孔(8)內分別裝有帶支架的定滑輪(20)，慣性車的兩端分別與繩索連接，繩索分別繞過定滑輪(20)，兩定滑輪(20)與砝碼(23)連接構成的二力平衡演示裝置；由在主平臺(1)兩端置有的兩個慣性車A、B，其中一個慣性車的卷簧(18)與另一慣性車連接構成的作用與反作用力和動量守恒演示裝置；由在主平臺(1)的兩滑道(7)上置有滑車，滑車由帶彎板(22)的車框(21)，在車框(21)內設有滑輪(24)，滑輪(24)通過軸與車框(21)鉸接組成，在車框(21)的彎板(22)底端掛接有砝碼(23)，滑車與繩索連接，繩索繞過在副平臺(2)上的定滑輪(20)，與砝碼(23)連接構成的力等于物體的質量乘以加速度的演示裝置；由在主平臺(1)上置有摩擦板(26)，摩擦板(26)兩面為摩擦系數(shù)不同的板面，摩擦塊(25)置于摩擦板(26)的兩面構成的摩擦力與表面特性及壓力關系演示裝置；由將副平臺(2)向上折一個角度，在副平臺(2)上置有慣性車，將摩擦板(26)的正面，或反面置于主平臺(1)上構成的物體在無阻力時做勻速直線運動的演示裝置；由將副平臺(2)下折成垂直位置，支架(5)折成水平位置，在主平臺(1)上置有慣性車，慣性車與繩索連接，繩索繞過在副平臺(2)上的定滑輪(20)與彈簧秤(27)連接構成的功的原理演示裝置；由將支架(5)折成水平位置；在主平臺(1)上置有計時車，計時車由帶車輪的車體(13)、與秒表(12)電連接的計時開關(9)、回零開關(10)、干簧管開關(11)組成，在主平臺(1)上的任意兩點A、B處分別置有磁塊(14)，在主平臺(1)的底面、磁塊(14)所在的A、B兩點處置有與磁塊(14)磁連接的鐵塊(15)構成的測平均速度裝置；由將平臺立置，副平臺(2)和支架(3)成水平位置，將標尺(4)的中部鉸接于主平臺(1)上，將砝碼(23)掛接于標尺(4)兩端的不同位置上構成的杠桿平衡演示裝置；由將平臺主置，副平臺(2)和支架(3)成水平位置，將定滑輪(20)的支架固定在主平臺(1)的支架(5)上，在定滑輪(20)的下端設有動滑輪(28)，繩索系于定滑輪(20)支架的掛勾(29)上且分別繞在動、定滑輪(28)、(20)上，在動滑輪(28)支架的掛勾(30)上置有砝碼(23)構成的滑輪組機械效率演示裝置。
本實用新型的力學平臺的優(yōu)點體現(xiàn)在1、平臺由主平臺、副平臺和支架相鉸接組成，能根據(jù)實驗需要折疊；2、在平臺上通過放置慣性車，慣性平臺，摩擦板、塊，滑車，滑輪，記時車等試驗器具就能完成中學力學的全部實驗；3、組合式力學平臺的結構簡單，操作符合教學規(guī)范，演示直觀，便于學生對知識的理解。
下面利用附圖所示的實施例對本實新型作進一步說明。


圖1為組合式力學平臺的平臺結構立體示意圖。
圖2為
圖1中A-A剖視示意圖。
圖3為組合式力學平臺設置物體慣性演示裝置的結構立體示意圖。
圖4為組合式力學平臺設置二力平衡演示裝置的結構立體示意圖。
圖5為組合式力學平臺設置作用與反作用力和動量守恒演示裝置的結構立體示意圖。
圖6為組合式力學平臺設置力等于物體的質量乘以加速度演示裝置的結構立體示意圖。
圖7為組合式力學平臺設置摩擦力與表面特性及壓力的關系演示裝置的結構立體示意圖。
圖8為組合式力學平臺設置物體在無阻力時作勻速直線運動的演示裝置的結構立體示意圖。
圖9為組合式力學平臺設置功的原理演示裝置的結構立體示意圖。
圖10為組合式力學平臺設置測平均速度裝置的結構立體示意圖。
圖11為組合式力學平臺記時車結構立體示意圖。
圖12為組合式力學平臺設置杠桿平衡演示裝置的結構立體示意圖。
圖13為組合式力學平臺設置滑輪組機械效率演示裝置的結構立體示意圖。
參照
圖1和2，平臺由主平臺(1)，主平臺(1)的一端通過銷軸與支架(5)鉸接，主平臺(1)的另一端通過銷軸與副平臺(2)和支架(3)鉸接，在主平臺(1)和副平臺(2)的兩側緣邊設有限位板(6)，限位板(6)的上平面為滑道(7)，在主平臺(1)的一側緣邊的外側設有標尺(4)，標尺(4)內用螺釘固定有尺板(19)，在主平臺(1)的兩端部和副平臺(2)的上端部均設有安裝定滑輪(20)支架的連接孔(8)組成。整個平臺均為鋁合金型材，標尺(4)也為鋁合金型材。
參照圖3，在平臺上設置物體慣性演示裝置，該裝置由在主、副平臺(1)、(2)結合部置有的慣性平臺(16)，在主平臺(1)的一端置有慣性車，慣性車A、B上、下設置，慣性車由帶車輪的車體(17)，在車體(17)內置有卷簧(18)，卷簧(18)可以用鋼卷尺制作組成，在副平臺(2)的連接孔(8)內裝有帶支架的定滑輪(20)，慣性車B與繩索連接，繩索繞過定滑輪(20)與砝碼(23)連接構成。在砝碼(23)的重力作用下，慣性車B和慣性車A一起勻速運動，當慣性車B遇慣性平臺(16)受阻而停止運動時，慣性車A仍以原來的運動速度在慣性平臺(16)上運動；抽出慣性車B的卷簧(18)掛在滑輪(20)支架上，松開慣性車B，慣性車B加速運動到慣性平臺(16)處，而慣性車A在初始位置從慣性車B上落下。
參照圖4，在平臺上設置二力平衡演示裝置，該裝置由在主平臺(1)上置有的慣性車，在主平臺(1)的一端連接孔(8)和副平臺(2)的連接孔(8)內分別裝有帶支架的定滑輪(20)，慣性車的兩端分別與繩索連接，繩索分別繞過定滑輪(20)，兩定滑輪(20)與砝碼(23)連接構成。只有兩端砝碼質量相等，兩繩索在一條直線上，慣性車才處于靜止狀態(tài)。
參照圖5，在平臺上設置作用與反作用力和動量守恒演示裝置，該裝置由在平臺(1)兩端置有的兩個慣性車A、B，其中一個慣性車的卷簧(18)與另一慣性車連接構成。用雙手拉開兩慣性車，同時松手，兩慣性車相向運動，且在中間相碰，說明力的作用是相互的；若將其中慣性車A先運動，慣性車B后運動，則慣性車A碰撞慣性車B，兩慣性車A、B向同一方向(即慣性車A的運動方向)運動，若兩手同時松開，兩慣性車A、B在中間相碰，且立即停止。
參照圖6，在平臺上設置力等于物體的質量乘以加速度的演示裝置，該裝置由在主平臺(1)的兩個滑道(7)上置有滑車，滑車由帶彎板(22)的車框(21)，在車框(21)內設有滑輪(24)，滑輪(24)通過軸與車框(21)鉸接組成，車框(21)的彎板(22)底端掛接有砝碼(23)，滑車與繩索連接，繩索繞過在副平臺(2)上的定滑輪(20)與砝碼(23)連接構成。兩滑車質量相等，靠砝碼(23)的重力拉動滑車，改變掛在滑車上的砝碼(23)的質量和掛在定滑輪(20)繩索一端的砝碼(23)的拉力來演示牛頓第二定律F＝ma。
參照圖7，在平臺上設置摩擦力與表面特性及壓力的關系演示裝置，該裝置由在主平臺(1)上置有摩擦板(26)，摩擦板(26)一面為絨布面，另一面為木板面，即兩面摩擦系數(shù)不同，摩擦塊(25)可置于摩擦板(26)的兩面構成。用彈簧秤(27)通過繩索勻速拉動摩擦塊(25)可測得在此狀態(tài)下的摩擦力大小，在表面狀態(tài)一定的情況下，通過在摩擦塊(25)上加減砝碼(23)來演示摩擦力與壓力的關系；在壓力一定的情況下，通過變換不同的摩擦表面(平臺的鋁合金表面、木板面和絨布面)來演示摩擦力與表面狀態(tài)關系。
參照圖8，將副平臺(2)上折一個角度，在平臺上置有物體在無阻力時作勻速直線運動的演示裝置，該裝置是將慣性車置于副平臺(2)上，在主平臺(1)上不放置摩擦板(26)，或正面，或反面放置摩擦板(26)構成。當平臺為鋁合金表面較光滑時，慣性車滑的很遠；當置入摩擦板(26)為木板面時，慣性車滑的較遠；當摩擦板(26)為絨布面時，慣性車滑的較近。對上述狀態(tài)進行比較，若表面無阻力，則慣性車以原來的速度做勻速直線運動。即演示牛頓第一定律。
參照圖9，將支架(5)折成水平位置，副平臺(2)下折成垂直位置，在平臺上置有功的原理演示裝置，該裝置在主平臺(1)上置有慣性車，慣性車與繩索連接，繩索繞過在副平臺(2)上的定滑輪(20)與彈簧秤(27)連接構成。用彈簧秤(27)勻速拉動慣性車，測得拉力F，量出主平臺(1)的斜面長度L和副平臺(2)的高度H，得出結論GH＝FL，若變換主平臺(1)的斜面與副平臺(2)的角度，可以得到任意高度H，可從多組數(shù)據(jù)中驗證功的原理。
參照
圖10和11，將支架(5)折成水平位置，在平臺上置有測平均速度裝置，該裝置是在主平臺(1)上置有計時車，計時車由帶車輪的車體(13)、與秒表(12)電連接的計時開關(9)、回零開關(10)、干簧管開關(11)組成，在主平臺(1)上的任意兩點A、B處分別置有磁塊(14)，在主平臺(1)的底面、磁塊(14)所在的A、B兩點處置有與磁塊(14)磁連接的鐵塊(15)構成。讓測速車經由主平臺(1)的斜面頂端自由下滑，經由磁塊(14)所在的A點時，啟動干簧管開關(11)和記時開關(9)，開始記時，經由磁塊(14)所在的B點時，再次啟動干簧管開關(11)，記時終止與開關電連接的秒表(12)自動記錄下記時車經由A、B兩點間距離S所需用的時間t，而A、B兩點間距離S可由主平臺(1)側邊標尺(4)上直接讀取，根據(jù)公式平均速度V＝S/t。若將A、B兩點的距離靠近，所用的時間越短，越接近慣性車的即時速度。
參照
圖12，將主平臺(1)立置，副平臺(2)和支架(3)成水平位置，在平臺上置有杠桿平衡演示裝置，該裝置是將標尺(4)鉸接于主平臺(1)上，將砝碼(23)掛接于標尺(4)兩端的不同位置上構成。可以自由調節(jié)力臂長度，數(shù)值可由標尺(4)直接讀出，力可由砝碼獲得。
參照
圖13，將主平臺(1)立置，副平臺(2)和支架(3)成水平位置，在平臺上置有滑輪組機械效率演示裝置，該裝置是將定滑輪(20)的支架固定在主平臺(1)的支架(5)上，在定滑輪(20)的下端設有動滑輪(28)，繩索系于定滑輪(20)支架的掛勾(29)上且分別繞在動、定滑輪(28)、(20)上，在動滑輪(28)支架的掛勾(30)上置有砝碼(23)構成。重物G的提升高度H和繩子自由端拉力F的移動距離S可以從標尺(4)上直接讀出。根據(jù)機械效率公式η＝GH/FS×％求出。演示動滑輪省力，在動滑輪上掛上質量相同的3個砝碼，在繩子自由端掛同質量的1個砝碼，可看到，繩子1個砝碼提升3個砝碼，即省2/3的力。
權利要求1.一種組合式力學平臺，其特征在于它包括由主平臺(1)，主平臺(1)的一端通過銷軸與支架(5)鉸接，主平臺(1)的另一端通過銷軸與副平臺(2)和支架(3)鉸接，在主平臺(1)和副平臺(2)的兩側緣邊設有限位板(6)，限位板(6)的上平面為滑道(7)，在主平臺(1)的一側緣邊的外側設有標尺(4)，在主平臺(1)的兩端部和副平臺(2)的上端部設有安裝定滑輪(20)支架的連接孔(8)組成的平臺，由在主、副平臺(1)、(2)結合部置有的慣性平臺(16)，在主平臺(1)的一端置有慣性車，慣性車A、B上、下設置，慣性車由帶車輪的車體(17)，在車體(17)內置有卷簧(18)組成，在副平臺(2)的連接孔(8)內裝有帶支架的定滑輪(20)，慣性車B的掛勾(19)與繩索連接，繩索繞過定滑輪(20)與砝碼(23)連接構成的物體慣性演示裝置；由在主平臺(1)上置有慣性車，在主平臺(1)的一端連接孔(8)和副平臺(2)的連接孔(8)內分別裝有帶支架的定滑輪(20)，慣性車的兩端分別與繩索連接，繩索分別繞過定滑輪(20)，兩定滑輪(20)與砝碼(23)連接構成的二力平衡演示裝置；由在主平臺(1)兩端置有的兩個慣性車A、B，其中一個慣性車的卷簧(18)與另一慣性車連接構成的作用與反作用力和動量守恒演示裝置；由在主平臺(1)的兩滑道(7)上置有滑車，滑車由帶彎板(22)的車框(21)，在車框(21)內設有滑輪(24)，滑輪(24)通過軸與車框(21)鉸接組成，在車框(21)的彎板(22)底端掛接有砝碼(23)，滑車與繩索連接，索繞過在副平臺(2)上的定滑輪(20)，與砝碼(23)連接構成的力等于物體的質量乘以加速度的演示裝置；由在主平臺(1)上置有摩擦板(26)，摩擦板(26)兩面為摩擦系數(shù)不同的板面，摩擦塊(25)置于摩擦板(26)的兩面構成的摩擦力與表面特性及壓力關系演示裝置；由將副平臺(2)向上折一個角度，在副平臺(2)上置有慣性車，將摩擦板(26)的正面，或反面置于主平臺(1)上構成的物體在無阻力時做勻速直線運動的演示裝置；由將副平臺(2)下折成垂直位置，支架(5)折成水平位置。在主平臺(1)上置有慣性車，慣性車與繩索連接，繩索繞過在副平臺(2)上的定滑輪(20)與彈簧秤(27)連接構成的功的原理演示裝置；由將支架(5)折成水平位置，在主平臺(1)上置有計時車，計時車由帶車輪的車體(13)、與秒表(12)電連接的計時開關(9)、回零開關(10)、干簧管開關(11)組成，在主平臺(1)上的任意兩點A、B處分別置有磁塊(14)，在主平臺(1)的底面、磁塊(14)所在的A、B兩點處置有與磁塊(14)磁連接的鐵塊(15)構成的測平均速度裝置；由將平臺立置，副平臺(2)和支架(3)成水平位置，將標尺(4)的中部鉸接于主平臺(1)上，將砝碼(23)掛接于標尺(4)兩端的不同位置上構成的杠桿平衡演示裝置；由將平臺主置，副平臺(2)和支架(3)成水平位置，將定滑輪(20)的支架固定在主平臺(1)的支架(5)上，在定滑輪(20)的下端設有動滑輪(28)，繩索系于定滑輪(20)支架的掛勾(29)上且分別繞在動、定滑輪(28)、(20)上，在動滑輪(28)支架的掛勾(30)上置有砝碼(23)構成的滑輪組機械效率演示裝置。
專利摘要一種組合式力學平臺,其特點是:包括由主平臺,主平臺的一端與支架鉸接,另一端與支架和副平臺鉸接,在主、副平臺的兩側緣邊均設有限位板,限位板上為滑道,在主平臺的一側緣邊設有標尺,在主、副平臺的端部均設有安置定滑輪支架的連接孔組成的平臺;通過折疊變換平臺板的位置,在平臺上設置慣性車、滑車、記時車、摩擦板、慣性板、滑輪等器具,可以完成中學物理力學的全部實驗,具有結構簡單,功能齊全,操作符合教學規(guī)范,演示直觀,便于學生對知識理解、掌握等優(yōu)點。
文檔編號G09B23/00GK2373854SQ9921297
公開日2000年4月12日 申請日期1999年6月8日 優(yōu)先權日1999年6月8日
發(fā)明者王兆軍 申請人:王兆軍