一種新型高中物理杠桿原理學(xué)習(xí)教具的研發(fā)

于浩然

摘要：針對(duì)現(xiàn)有的高中物理杠桿原理學(xué)習(xí)教具操作麻煩而且不能夠根據(jù)人的身高調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置的高度的缺點(diǎn)，研發(fā)了一款新型高中物理杠桿原理學(xué)習(xí)教具，操作簡(jiǎn)便并使同學(xué)們能夠直觀的理解支撐點(diǎn)的位置與壓力大小的變化關(guān)系，較好的解決了原有教具的缺點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：杠桿；教具；升降

現(xiàn)有的高中物理杠桿原理學(xué)習(xí)教具，為了使同學(xué)們能夠直觀的理解支撐點(diǎn)的位置與壓力大小的變化關(guān)系，在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候需要不斷的調(diào)整動(dòng)力臂和阻力臂的長(zhǎng)短，這樣操作非常麻煩，而且不能夠根據(jù)人的身高調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置的高度，造成身高較高或者較低的同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)操作不方便。

我設(shè)計(jì)了一種新型高中物理杠桿原理學(xué)習(xí)教具，使同學(xué)們能夠直觀的理解支撐點(diǎn)的位置與壓力大小的變化關(guān)系，同時(shí)具有升降功能。

一、設(shè)計(jì)思路

這種新型高中物理杠桿原理學(xué)習(xí)教具，具體結(jié)構(gòu)如圖1、2所示。

圖中：1底座、2支撐板、3第一滑塊、4固定塊、5第一連接板、6第二滑塊、7掛孔、8掛鉤、9砝碼、10橫桿、11凸塊、12圓筒、13拉繩、14拉力表、15鎖緊螺釘、16第二連接板、17轉(zhuǎn)盤、18滑動(dòng)板、19拉桿、20第一彈簧、21卡塊、22擋板、23第一滑桿、24固定板、25螺紋桿、26第二滑桿。

二、操作說(shuō)明

（一）升降功能的實(shí)現(xiàn)

本教具底座1的下端設(shè)有防滑紋，防止其滑動(dòng)。底座1的上端固定連接有支撐板2，支撐板2的上端設(shè)有第一滑槽，第一滑槽內(nèi)滑動(dòng)連接有滑動(dòng)板18，滑動(dòng)板18上貫穿設(shè)有螺紋桿25，螺紋桿25上螺紋連接有兩個(gè)固定塊4，底座1的上端固定連接有兩個(gè)第一滑塊3，第一滑塊3的上端均轉(zhuǎn)動(dòng)連接有第一連接板5，第一連接板5遠(yuǎn)離第一滑塊3的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接在固定塊4的下端，固定塊4的上端轉(zhuǎn)動(dòng)連接有第二連接板16，第二連接板16的上端轉(zhuǎn)動(dòng)連接有第二滑塊6，底座1的上端設(shè)有安裝板，第二滑塊6固定連接在安裝板的下端，通過(guò)轉(zhuǎn)柄轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤17，轉(zhuǎn)盤17轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)螺紋桿25轉(zhuǎn)動(dòng)，使固定塊4移動(dòng)，進(jìn)而通過(guò)第一連接板5和第二連接板16對(duì)安裝板進(jìn)行升高，從而提升了教具的高度，此時(shí)反方向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)柄，則可以降低教具的高度。

（二）演示杠桿原理

本教具安裝板的上端設(shè)有第一凹槽，第一凹槽相對(duì)的內(nèi)壁固定連接有第二滑桿26，第二滑桿26上滑動(dòng)連接有圓筒12，圓筒12的上端固定連接有凸塊11，圓筒12的側(cè)壁貫穿設(shè)有鎖緊螺釘15，旋動(dòng)鎖緊螺釘，使圓筒12能夠滑動(dòng)，圓筒12滑動(dòng)帶動(dòng)凸塊11進(jìn)行滑動(dòng)，凸塊11的上端設(shè)有橫桿10，橫桿10的側(cè)壁設(shè)有多個(gè)掛孔7，其中一個(gè)掛孔7上設(shè)有掛鉤8，掛鉤8的下端固定連接有砝碼9，砝碼9為動(dòng)力臂的動(dòng)力，安裝板的上端固定連接有拉力表14，拉力表14的上端固定連接有拉繩13，便于觀看阻力臂受的拉力。對(duì)凸塊11進(jìn)行滑動(dòng)，從而改變動(dòng)力臂和阻力臂的長(zhǎng)短，使同學(xué)們能夠直觀的理解支撐點(diǎn)的位置與壓力大小的變化關(guān)系。

三、創(chuàng)新點(diǎn)

（1）該學(xué)習(xí)教具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，將凸塊進(jìn)行移動(dòng)，使人能夠直觀的理解支撐點(diǎn)的位置與壓力大小的變化關(guān)系。

（2）可以選擇不同的掛孔位置，方便改變力臂的長(zhǎng)短。

（3）該學(xué)習(xí)教具具有升降功能，方便身高較高或者較低的同學(xué)操作。

（4）制作簡(jiǎn)單，成本低，適合量產(chǎn)推廣。

四、改進(jìn)推廣

在橫桿上附上刻度，更方便直接讀出動(dòng)力臂和阻力臂的實(shí)際長(zhǎng)度。