CN109036018A - 一种物理力学演示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种物理力学演示装置，包括盒体，所述盒体顶部开设有放置槽，所述放置槽的内部放置有重物，所述盒体的右侧固定连接有连接套，所述连接套的右侧活动连接有弹簧拉力计，所述弹簧拉力计的左侧通过弹簧固定连接有拉钩，所述连接套表面通过角度传感器转动连接有活动套，所述活动套的表面且对应拉钩的位置开设有方形孔，所述盒体的内部固定连接有电池；所述电池的顶部固定连接有单片机，所述盒体的顶部镶嵌有压力显示屏。本发明通过弹簧拉力计、角度传感器、压力显示屏、压力传感器和角度显示屏的配合，解决了现有演示装置在进行摩擦力试验时，无法调节试验中的摩擦系数，从而不利于提高教学效率和教学质量的问题。
Description
技术领域
本发明涉及教学设备技术领域，尤其涉及一种物理力学演示装置。
背景技术
物理力学是力学的一个新分支，它从物质的微观结构及其运动规律出发，运用近代物理学、物理化学和量子化学等学科的成就，通过分析研究和数值计算，阐明介质和材料的宏观性质，并对介质和材料的宏观现象及其运动规律做出微观解释。
中学的物理课程中学习过物理力学，其中包括一种物理力学试验：滑动摩擦力的大小与什么因素有关，在学习的过程中需要用弹簧测力器对滑块在三种不同的情况下所产生的滑动摩擦力进行测量，最终来导出实验结论，但是现有的力学试验装置，一次只能对进行一种实验，对于中国这种人口大国来说，每个班级的中学生数量都非常之多，有时一节课都不能让所有人均进行一次实验，非常费时费力。中国实用新型CN207352831U提出了一种用于物理实验的力学演示装置，该实用新型虽然节约了实验时间，但该演示装置在进行摩擦力演示时，无法在试验中的摩擦系数，从而不利于提高教学效率和教学质量，为此，我们提出一种物理力学演示装置。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种物理力学演示装置，具有根据需求选择不同的垫板，从而调整摩擦系数，提高教学效率和教学质量的特点，解决了现有演示装置在进行摩擦力试验时，无法调节试验中的摩擦系数，从而不利于提高教学效率和教学质量的问题。
本发明提供如下技术方案：一种物理力学演示装置，包括盒体，所述盒体顶部开设有放置槽，所述放置槽的内部放置有重物，所述盒体的右侧固定连接有连接套，所述连接套的右侧活动连接有弹簧拉力计，所述弹簧拉力计的左侧通过弹簧固定连接有拉钩，所述连接套表面通过角度传感器转动连接有活动套，所述活动套的表面且对应拉钩的位置开设有方形孔，所述盒体的内部固定连接有电池；
所述电池的顶部固定连接有单片机，所述盒体的顶部镶嵌有压力显示屏，所述盒体的左侧且对应电池的位置固定连接有充电接口，所述盒体的底部固定连接有压力传感器，所述盒体的顶部镶嵌有角度显示屏；
所述角度传感器的输出端与单片机的输入端单向电性连接，所述单片机的输入端与电池的输出端单向电性连接，所述电池的输入端与充电接口的输出端单向电性连接，所述单片机的输出端与压力显示屏的输入端单向电性连接，所述单片机的输出端与角度显示屏的输入端单向电性连接。
优选的，所述盒体的底部活动连接有垫板，所述弹簧拉力计的表面设置有刻度表。
优选的，所述弹簧拉力计的右侧通过连接杆固定连接有拉环，所述弹簧拉力计的型号为LTZ20。
优选的，所述重物包括砝码、铁块等物品，所述角度传感器采用磁敏角度传感器。
优选的，所述电池采用聚合物锂离子电池，所述单片机的型号为M0516LBN。
优选的，所述压力显示屏和压力传感器均采用LCD液晶显示屏，所述充电接口采用Micro USB接口。
优选的，所述放置槽的深度为3-8cm，所述放置槽的宽度为5-10cm，所述放置槽的长度为5-20cm。
优选的，所述放置槽内壁的表面刻制有防滑纹，所述连接套的形状为半圆形。
本发明提供了一种物理力学演示装置，通过设置了盒体，通过在盒体的放置槽中放入重物，从而调节盒体与垫板之间的压力，通过设置了弹簧拉力计，可以检测弹簧拉力计的拉力变化，从而检测盒体受到的拉力，通过设置了压力传感器，可以检测盒体与垫板之间的压力，通过拉环和连接杆拉动弹簧拉力计，当盒体移动时，弹簧拉力计的拉力大小即为静摩擦力，盒体移动过程中弹簧拉力计的拉力大小即为滑动摩擦力，根据摩擦力公式F=μ×FN可以得出盒体与垫板之间的摩擦系数，其中FN为垂直压力，F为滑动摩擦力，而μ为摩擦系数，其中垫板可以更换为桌面、地面等不同的平面上，由于不同的物体之间摩擦系数不同，从而方便老师或学生根据需要改变摩擦系数，通过设置了角度传感器，可以检测盒体与弹簧拉力计之间的夹角，方便老师或学生试验时使盒体与弹簧拉力计在同一直线上，还可根据角度、拉力和压力计算摩擦系数，通过设置了方形孔，避免拉钩相对活动套转动，通过设置了压力显示屏和角度显示屏，方便用户查看压力变化和角度变化，通过设置了电池，可以为各个用电器供电，通过设置了充电接口，方便用户为电池充电，通过弹簧拉力计、角度传感器、压力显示屏、压力传感器和角度显示屏的配合，解决了现有演示装置在进行摩擦力试验时，无法调节试验中的摩擦系数，从而不利于提高教学效率和教学质量的问题。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明连接套结构示意图；
图3为本发明***原理图。
图中：1盒体、2放置槽、3重物、4连接套、5弹簧拉力计、6弹簧、7拉钩、8角度传感器、9活动套、10方形孔、11电池、12单片机、13压力显示屏、14充电接口、15压力传感器、16角度显示屏、17垫板、18刻度表、19连接杆、20拉环。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种物理力学演示装置，包括盒体1，盒体1顶部开设有放置槽2，放置槽2的内部放置有重物3，盒体1的右侧固定连接有连接套4，连接套4的右侧活动连接有弹簧拉力计5，弹簧拉力计5的左侧通过弹簧6固定连接有拉钩7，连接套4表面通过角度传感器8转动连接有活动套9，活动套9的表面且对应拉钩7的位置开设有方形孔10，盒体1的内部固定连接有电池11；
电池11的顶部固定连接有单片机12，盒体1的顶部镶嵌有压力显示屏13，盒体1的左侧且对应电池11的位置固定连接有充电接口14，盒体1的底部固定连接有压力传感器15，盒体1的顶部镶嵌有角度显示屏16；
角度传感器8的输出端与单片机12的输入端单向电性连接，单片机12的输入端与电池11的输出端单向电性连接，电池11的输入端与充电接口14的输出端单向电性连接，单片机12的输出端与压力显示屏13的输入端单向电性连接，单片机12的输出端与角度显示屏16的输入端单向电性连接，盒体1的底部活动连接有垫板17，弹簧拉力计5的表面设置有刻度表18，弹簧拉力计5的右侧通过连接杆19固定连接有拉环20，弹簧拉力计5的型号为LTZ20，重物3包括砝码、铁块等物品，角度传感器8采用磁敏角度传感器，电池11采用聚合物锂离子电池，单片机12的型号为M0516LBN，压力显示屏13和压力传感器15均采用LCD液晶显示屏，充电接口14采用Micro USB接口，放置槽2的深度为3-8cm，放置槽2的宽度为5-10cm，放置槽2的长度为5-20cm，方便用户放置相应的重物3，放置槽2内壁的表面刻制有防滑纹，提高了放置槽2的防滑性能，连接套4的形状为半圆形，且半圆的半径小于拉钩7的长度，保证拉钩可以相对连接套转动，通过设置了盒体1，通过在盒体1的放置槽2中放入重物3，从而调节盒体1与垫板17之间的压力，通过设置了弹簧拉力计5，可以检测弹簧拉力计5的拉力变化，从而检测盒体1受到的拉力，通过设置了压力传感器15，可以检测盒体1与垫板17之间的压力，通过拉环20和连接杆19拉动弹簧拉力计5，当盒体1移动时，弹簧拉力计5的拉力大小即为静摩擦力，盒体1移动过程中弹簧拉力计5的拉力大小即为滑动摩擦力，根据摩擦力公式F=μ×FN可以得出盒体1与垫板17之间的摩擦系数，其中FN为垂直压力，F为滑动摩擦力，而μ为摩擦系数，其中垫板17可以更换为桌面、地面等不同的平面上，由于不同的物体之间摩擦系数不同，从而方便老师或学生根据需要改变摩擦系数，通过设置了角度传感器8，可以检测盒体1与弹簧拉力计5之间的夹角，方便老师或学生试验时使盒体1与弹簧拉力计5在同一直线上，还可根据角度、拉力和压力计算摩擦系数，通过设置了方形孔10，避免拉钩7相对活动套9转动，通过设置了压力显示屏13和角度显示屏16，方便用户查看压力变化和角度变化，通过弹簧拉力计5、角度传感器8、压力显示屏13、压力传感器15和角度显示屏16的配合，解决了现有演示装置在进行摩擦力试验时，无法调节试验中的摩擦系数，从而不利于提高教学效率和教学质量的问题。
本发明中，通过设置了盒体1，通过在盒体1的放置槽2中放入重物3，从而调节盒体1与垫板17之间的压力，通过设置了弹簧拉力计5，可以检测弹簧拉力计5的拉力变化，从而检测盒体1受到的拉力，通过设置了压力传感器15，可以检测盒体1与垫板17之间的压力，通过拉环20和连接杆19拉动弹簧拉力计5，当盒体1移动时，弹簧拉力计5的拉力大小即为静摩擦力，盒体1移动过程中弹簧拉力计5的拉力大小即为滑动摩擦力，根据摩擦力公式F=μ×FN可以得出盒体1与垫板17之间的摩擦系数，其中FN为垂直压力，F为滑动摩擦力，而μ为摩擦系数，其中垫板17可以更换为桌面、地面等不同的平面上，由于不同的物体之间摩擦系数不同，从而方便老师或学生根据需要改变摩擦系数，通过设置了角度传感器8，可以检测盒体1与弹簧拉力计5之间的夹角，方便老师或学生试验时使盒体1与弹簧拉力计5在同一直线上，还可根据角度、拉力和压力计算摩擦系数，通过设置了方形孔10，避免拉钩7相对活动套9转动，通过设置了压力显示屏13和角度显示屏16，方便用户查看压力变化和角度变化，通过设置了电池11，可以为各个用电器供电，通过设置了充电接口14，方便用户为电池11充电，通过弹簧拉力计5、角度传感器8、压力显示屏13、压力传感器15和角度显示屏16的配合，解决了现有演示装置在进行摩擦力试验时，无法调节试验中的摩擦系数，从而不利于提高教学效率和教学质量的问题。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种物理力学演示装置，包括盒体（1），所述盒体（1）顶部开设有放置槽（2），所述放置槽（2）的内部放置有重物（3），所述盒体（1）的右侧固定连接有连接套（4），所述连接套（4）的右侧活动连接有弹簧拉力计（5），所述弹簧拉力计（5）的左侧通过弹簧（6）固定连接有拉钩（7），其特征在于：所述连接套（4）表面通过角度传感器（8）转动连接有活动套（9），所述活动套（9）的表面且对应拉钩（7）的位置开设有方形孔（10），所述盒体（1）的内部固定连接有电池（11）；所述电池（11）的顶部固定连接有单片机（12），所述盒体（1）的顶部镶嵌有压力显示屏（13），所述盒体（1）的左侧且对应电池（11）的位置固定连接有充电接口（14），所述盒体（1）的底部固定连接有压力传感器（15），所述盒体（1）的顶部镶嵌有角度显示屏（16）；所述角度传感器（8）的输出端与单片机（12）的输入端单向电性连接，所述单片机（12）的输入端与电池（11）的输出端单向电性连接，所述电池（11）的输入端与充电接口（14）的输出端单向电性连接，所述单片机（12）的输出端与压力显示屏（13）的输入端单向电性连接，所述单片机（12）的输出端与角度显示屏（16）的输入端单向电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种物理力学演示装置，其特征在于：所述盒体（1）的底部活动连接有垫板（17），所述弹簧拉力计（5）的表面设置有刻度表（18）。
3.根据权利要求1所述的一种物理力学演示装置，其特征在于：所述弹簧拉力计（5）的右侧通过连接杆（19）固定连接有拉环（20），所述弹簧拉力计（5）的型号为LTZ20。
4.根据权利要求1所述的一种物理力学演示装置，其特征在于：所述重物（3）包括砝码、铁块等物品，所述角度传感器（8）采用磁敏角度传感器。
5.根据权利要求1所述的一种物理力学演示装置，其特征在于：所述电池（11）采用聚合物锂离子电池，所述单片机（12）的型号为M0516LBN。
6.根据权利要求1所述的一种物理力学演示装置，其特征在于：所述压力显示屏（13）和压力传感器（15）均采用LCD液晶显示屏，所述充电接口（14）采用Micro USB接口。
7.根据权利要求1所述的一种物理力学演示装置，其特征在于：所述放置槽（2）的深度为3-8cm，所述放置槽（2）的宽度为5-10cm，所述放置槽（2）的长度为5-20cm。
8.根据权利要求1所述的一种物理力学演示装置，其特征在于：所述放置槽（2）内壁的表面刻制有防滑纹，所述连接套（4）的形状为半圆形。
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