一种胡克定律演示仪的制作方法

本实用新型涉及一种物理实验演示器材，尤其是一种胡克定律演示仪。

背景技术：

胡克定律是力学弹性理论中的一条基本定律，即在弹性极限内，弹性物体的应力与应变成正比，解释为受力伸长量与所受外力成正比胡克定律的内容是：在弹性限度内，弹簧所受的拉力与形变量成正比.f＝kδx，其中k为弹性系数，δx为形变量，f为所受的拉力。

为形象生动的展示胡克定律，展示弹力大小和形变大小的正比例函数图像，现有技术中已有演示胡克定律的实验器材，如中国专利cn210223206u公开了一种胡克定律演示仪，由弹簧、并联杆、挂柱、橡皮条、两段滑轨、刻度框、画图纸、三个定滑轮、定位砣、钩码、调节螺钉、支撑脚、记号线、指针、重锤、细线和面板等部分组成，所述的弹簧和橡皮条挂在挂柱上，并联杆挂在铁钉上，弹簧和橡皮条可以取卸或更换，定滑轮通过调节螺母固定在滑轨上，可以沿滑轨2移动，在定滑轮和定滑轮中间的细线上有指针，指针与细线间的阻尼大，但能左右移动。其刻度框可以沿滑轨1左右滑动，并可以用笔及时对应描点，学生可以在画图纸上迅速绘出函数图像并进行比较，使实验简单易操作、便捷直观，更有利于实验教学的开展。

但上述实验仪器仍存在一些缺陷：

采用多个滑轮连接砝码和很长的绳子，用于连接弹簧和砝码，存在较多的摩擦损失，会造成实验误差。

采用很长的一个可移动的刻度框进行描点，刻度框如果无操作产生小幅摆动摆动，则容易产生误差，描点不精确。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种胡克定律演示仪，结构简单，操作方便，描点准确，实验误差小。

本实用新型的技术方案如下，一种胡克定律演示仪，包括直立放置的基板，水平连接基板左上部的基座，所述基座另一端依次首位连接有弹簧、细线、砝码挂钩和砝码，还包括位于所述基板右上部且顶部和所述基座平齐的滑轮，所述细线绕过所述滑轮上部并向下延伸，所述弹簧和所述滑轮之间的细线水平设置，所述细线水平段的左端设置有准星，准星用于指示拉伸位移，所述基板上放设置可水平移动的激光笔，所述激光笔的光束垂直于水平面，激光笔在使用时要对准准星末端，然后向下射向下方，所述基板中部设置有画板，所述画板上设置有4条以上的等间距水平刻度线，描点时，选取的水平刻度线与放入的砝码重量按照比例相匹配，如：放入5g的砝码，对应第一条刻度线，则15g的砝码对应第三条刻度线，每次放入砝码后激光笔对准准星后向下的射线和对应的水瓶刻度线的交叉点，即为数据点。

本实用新型采用简单的单个滑轮结构和精准的激光笔进行对准描点，操作方便，降低了实验误差，演示效果更好。

优选的，还包括设置在所述基板上部的水平轨道，设置在水平轨道上的滑块；所述滑块内设置有竖直方向的安装孔，所述激光笔安装在所述安装孔内，采用滑块结构，结构简单，方便调节，成本低。

优选的，所述滑块截面为工字形结构，所述滑块的两个内侧面贴合所述基板的个侧面，采用两面接触结构，保证激光笔线束能准确垂直向下，提高准确率。

优选的，所述滑轮与细线的接触面为光滑表面，进一步降低了摩擦损耗，减少实验误差。

优选的，所述滑轮通过所述基板上的螺栓孔和所述基板螺栓连接，可在基板上设置多个位置的螺栓孔，适应不同长度弹簧的实验，结构简单，便于后期更换维护。

优选的，所述准星为纸片结构，所述准星粘贴在所述细线上，重量轻，减少实验误差。

本实用新型的有益效果是：

1、结构简化，摩擦力低，降低了实验误差，展示效果好。

2、采用滑块结构，采用两面接触结构，结构简单，方便调节，成本低。

附图说明

图1是本实用新型所述的一种胡克定律演示仪的结构示意图。

图2是本实用新型所述的激光笔的安装结构剖视图。

图3是本实用新型的实施例2的操作过程展示图。

图4是本实用新型的实施例3的操作过程展示图。

图中：1-基板，101-水平轨道，2-基座，3-弹簧，4-细线，5-砝码挂钩，6-砝码，7-滑块，701-安装孔，8-准星，9-激光笔，10-画板，11-滑轮。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左上”、“右上”、“下”、“上”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或结构必须具有的特定方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1：

如图1所示，一种胡克定律演示仪，包括直立放置的基板1，水平连接基板1左上部的基座2，所述基座2另一端依次首位连接有弹簧3、细线4、砝码挂钩5和砝码6，还包括位于所述基板1右上部且顶部和所述基座2平齐的滑轮11，所述细线4绕过所述滑轮11上部并向下延伸，所述弹簧3和所述滑轮11之间的细线4水平设置，其特征在于：所述细线4水平段的左端设置有准星8，所述基板1上放设置可水平移动的激光笔9，所述激光笔9的光束垂直于水平面，所述基板1中部设置有画板10，所述画板10上设置有4条以上的等间距水平刻度线。

准星8用于指示弹簧的拉伸位置，所述基板1上放设置可水平移动的激光笔9，激光笔9在使用时要对准准星8末端，然后向下射向下方，描点时，选取的水平刻度线与放入的砝码6重量按照比例相匹配，如：放入5g的砝码6，对应第一条刻度线，则15g的砝码6对应第三条刻度线，每次放入砝码6后激光笔9对准准星8后向下的射线和对应的水瓶刻度线的交叉点，即为数据点。

经过几次加载后，在画板10上把对应的数据点连接起来，形成一条直线，验证了f＝kδx，k为弹性系数。

实施例2：

如图1和图2所示，一种胡克定律演示仪，包括直立放置的基板1，水平连接基板1左上部的基座2，所述基座2另一端依次首位连接有弹簧3、细线4、砝码挂钩5和砝码6，还包括位于所述基板1右上部且顶部和所述基座2平齐的滑轮11，所述细线4绕过所述滑轮11上部并向下延伸，所述弹簧3和所述滑轮11之间的细线4水平设置，所述细线4水平段的左端设置有准星8，准星8用于指示拉伸位移，所述基板1上放设置可水平移动的激光笔9，所述激光笔9的光束垂直于水平面，激光笔9在使用时要对准准星8末端，然后向下射向下方，所述基板1中部设置有画板10，所述画板10上设置有4条的等间距水平刻度线，描点时，选取的水平刻度线与放入的砝码6重量按照比例相匹配，如：放入5g的砝码6，对应第一条刻度线，则15g的砝码6对应第三条刻度线，每次放入砝码6后激光笔9对准准星8后向下的射线和对应的水瓶刻度线的交叉点，即为数据点。

采用简单的单个滑轮11结构和精准的激光笔9进行对准描点，操作方便，降低了实验误差，演示效果更好。

如图2所示，还包括设置在所述基板1上部的水平轨道101，设置在水平轨道101上的滑块7；所述滑块7内设置有竖直方向的安装孔701，所述激光笔9安装在所述安装孔701内，安装孔701下部设有一个光束射出孔，采用滑块7结构，结构简单，方便调节，成本低。

如图2所示，所述滑块7截面为工字形结构，所述滑块7的两个内侧面贴合所述基板1的个侧面，采用两面接触结构，保证激光笔9线束能准确垂直向下，提高准确率。

所述滑轮11与细线4的接触面为光滑表面，进一步降低了摩擦损耗，减少实验误差。

所述滑轮11通过所述基板1上的螺栓孔和所述基板1螺栓连接，可在基板1上设置多个位置的螺栓孔，适应不同长度弹簧3的实验，结构简单，便于后期更换维护。

所述准星8为纸片结构，所述准星8粘贴在所述细线4上，此外细线4为柔性轻质材料，且不可伸缩，砝码挂钩5也为轻质材料，重量轻，减少实验误差。

下面举一个例子，说明本实施例的工作步骤；

图3展示了本实施例的工作过程，本实施中水平刻度线，从上往下依次命名为为第一条的水平刻度线到第四条的水平刻度线：

1、首先调零，依次安装好弹簧3、细线4、砝码挂钩5，砝码挂钩5悬空，左右调整滑块7，移动激光笔9，激光笔9光束对准准星8，然后找到光光束和第一条的水平刻度线的交叉点，描点做标记作为初始位置，作为第一点。

2、然后添加一个砝码6，重量为5g，再移动滑块7，激光笔9光束对准准星8，然后找到光束和第二条的水平刻度线的交叉点，作为第二点。

3、然后添加一个砝码6，重量为5g，再移动滑块7，激光笔9光束对准准星8，然后找到光束和第三条的水平刻度线的交叉点，作为第三点。

4、然后添加一个砝码6，重量为5g，再移动滑块7，激光笔9光束对准准星8，然后找到光束和第四条的水平刻度线的交叉点，作为第四点。

5、最后把第一点、第二点、第三点和第四点连接起来，即可得到函数图像，即如图3中画板上的直线，观察是否是一条直线，如果是直线则验证了胡克定律，根据f＝kδx可以求出该弹簧3的弹性系数，即画出的近似拟合的直线条的斜率。

实施例3：

如图4所示，本实施例和实施例2的不同之处在于：所述的水平刻度线为6条，测量步骤如下：

首先调零，更换另一根弹簧3，依次安装好弹簧3、细线4、砝码挂钩5，砝码挂钩5悬空，左右调整滑块7，移动激光笔9，激光笔9光束对准准星8，然后找到光光束和第一条的水平刻度线的交叉点，描点做标记作为初始位置，作为第一点。

然后添加一个砝码6，重量为5g，再移动滑块7，激光笔9光束对准准星8，然后找到光束和第二条的水平刻度线的交叉点，作为第二点。然后添加一个砝码6，重量为10g，再移动滑块7，激光笔9光束对准准星8，然后找到光束和第四条的水平刻度线的交叉点，作为第三点。

然后添加一个砝码6，重量为10g，再移动滑块7，激光笔9光束对准准星8，然后找到光束和第六条的水平刻度线的交叉点，作为第四点。

最后把第一点、第二点、第三点和第四点连接起来，即可得到函数图像，观察是否是一条直线，如果是直线则验证了胡克定律，根据f＝kδx可以求出该弹簧3的弹性系数，即画出的近似拟合的直线条的斜率。

显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

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