[实用新型]一种杠杆原理实验仪

说明书

技术领域

本新型属于教学用实验教具技术领域，具体涉及杠杆原理实验仪。

背景技术

杠杆原理是物理中重要的原理之一，在物理教学中，演示杠杆原理可以让学生能更加形象的理解杠杆定理。教师在做杠杆原理实验时，多采用实验教具来进行演示。目前，实验教具结构多样、功能强大，但是，都没有结合科学的研究方法，学生在做实验的时候思路不够清晰，对原理的认识不够深刻。

物理学或生物学中对于多因素(多变量)的问题，常常采用控制因素(变量)的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题，而只改变其中的某一个因素，从而研究这个因素对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。

在杠杆原理中共有两个变量：力和力臂，如果采用控制变量法，先固定力或力臂，来研究力臂或力发生变化时的效果，可以使得实验思路清晰，实验效果更容易理解。

现有技术中不仅没有结合控制变量法的实验教具，而且基于现有的教具无法应用控制变量法。例如，中国专利CN 205211264 U、CN 205959481 U，在验证杠杆原理时，通过调整左右砝码的数量以及力臂达到平衡后，此时如果通过固定左侧砝码的力臂增加砝码数量来研究杠杆原理，需要将杠杆调平，由于砝码的重量跨度较大，往往需要在右侧同时调整砝码重量和力臂两个变量来达到平衡。在一次调平衡的过程中，左边力大小、右边力大小和力臂均发生了变化，无法逐一的研究每一个变量的作用。

实用新型内容

针对现有技术中对于杠杆原理的演示没有结合科学的控制变量法的问题，提供了一种杠杆原理实验仪，该教具可以结合控制变量法对杠杆原理中的力和力臂两个因素采用固定一个调整一个的方法来研究其作用效果。

一种杠杆原理实验仪，包括底座、立杆、横杆、测力计和牵引力调节装置，所述立杆设置底座上，所述横杆与立杆转动连接，所述横杆一侧悬挂砝码，其特征在于，所述横杆另一侧悬挂测力计，所述牵引力调节装置牵拉测力计，所述牵引力调节装置对测力计的牵引力可实现无级调节。

所述牵引力调节装置设置于底座上，包括蝶形螺栓、牵引绳和滚轮，所述蝶形螺栓与底座螺纹连接，所述滚轮与底座转动连接，所述滚轮上开设容纳牵引绳的凹槽，所述牵引绳一端系在测力计上，绕过滚轮后另一端系在蝶形螺栓上。

所述横杆左右两侧刻有长度刻度，中间铰接位置为零点。

本实用新型的有益效果：该实验教具针对控制变量法的实验方法设计，通过科学的研究方法，对杠杆原理中力和力臂的因素逐一分析，实验思路清晰，易于学生理解。

附图说明

图1本实用新型一实施例结构示意图。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型的技术方案做进一步说明。

一种杠杆原理实验仪，包括底座1、立杆2、横杆3、测力计4和牵引力调节装置5，所述立杆2设置底座1上，所述横杆3与立杆2转动连接，所述横杆一侧悬挂砝码6，如图1所示，所述横杆3另一侧悬挂测力计4，所述牵引力调节装置5牵拉测力计4，所述牵引力调节装置5对测力计4的牵引力可实现无级调节。

采用控制变量法的实验操作方法：

首先，通过固定力臂因素来研究力在杠杆原理中的作用，在横杆3的左侧悬挂一个砝码，调节牵引力调节装置5竖直向下牵引横杆3的力的大小，使横杆3处于平衡状态，此时记录砝码6的质量和测力计4的读数；下一组要增加砝码6的质量，再通过牵引力调节装置5来调平横杆3，记录此时砝码6的质量和测力计4的读数，如此可以重复操作多组，分别记录每组的砝码6的质量和测力计4的读数。

然后，通过固定力因素来研究力臂在杠杆原理中的作用，在横杆3的左侧悬挂一个砝码，调节牵引力调节装置5竖直向下牵引横杆3的力的大小，使横杆3处于平衡状态，此时记录砝码6在横杆3上悬挂的位置距离和测力计4的读数；下一组，砝码6的质量不变，移动其在横杆3上悬挂的位置，即力臂的大小，通过牵引力调节装置5来调平横杆3，记录砝码6在横杆3上悬挂的位置距离和测力计4的读数，如此可以重复操作多组，分别记录每组砝码6在横杆3上悬挂的位置距离和测力计4的读数。