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)整實驗裝置的高度的缺點，研發(fā)了一款新型高中物理杠桿原理學(xué)習(xí)教具，操作簡便并使同學(xué)們能夠直觀的理解支撐點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。

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的位置與壓力大小的變化關(guān)系，在做實驗的時候需要不斷的調(diào)整動力臂和阻力臂的長短，這樣操作非常麻煩，而且不能夠根據(jù)人的身高調(diào)整實驗裝置的高度，造成身高較高或者較低的同學(xué)做實驗時操作不方便。

我設(shè)計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的位置與壓力大小的變化關(guān)系，同時具有升降功能。

一、設(shè)計思路

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、操作說明

（一）升降功能的實現(xiàn)

本教具底座1的下端設(shè)有防滑紋，防止其滑動。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)滑動連接有滑動板18，滑動板18上貫穿設(shè)有螺紋桿25，螺紋桿25上螺紋連接有兩個固定塊4，底座1的上端固定連接有兩個第一滑塊3，第一滑塊3的上端均轉(zhuǎn)動連接有第一連接板5，第一連接板5遠離第一滑塊3的一端轉(zhuǎn)動連接在固定塊4的下端，固定塊4的上端轉(zhuǎn)動連接有第二連接板16，第二連接板16的上端轉(zhuǎn)動連接有第二滑塊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，通過轉(zhuǎn)柄轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤17，轉(zhuǎn)盤17轉(zhuǎn)動帶動螺紋桿25轉(zhuǎn)動，使固定塊4移動，進而通過第一連接板5和第二連接板16對安裝板進行升高，從而提升了教具的高度，此時反方向旋轉(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，第一凹槽相對的內(nèi)壁固定連接有第二滑桿26，第二滑桿26上滑動連接有圓筒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，旋動鎖緊螺釘，使圓筒12能夠滑動，圓筒12滑動帶動凸塊11進行滑動，凸塊11的上端設(shè)有橫桿10，橫桿10的側(cè)壁設(shè)有多個掛孔7，其中一個掛孔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為動力臂的動力，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。對凸塊11進行滑動，從而改變動力臂和阻力臂的長短，使同學(xué)們能夠直觀的理解支撐點的位置與壓力大小的變化關(guān)系。

三、創(chuàng)新點

（1）該學(xué)習(xí)教具結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，將凸塊進行移動，使人能夠直觀的理解支撐點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）制作簡單，成本低，適合量產(chǎn)推廣。

四、改進推廣

在橫桿上附上刻度，更方便直接讀出動力臂和阻力臂的實際長度。