一种新型高中物理杠杆原理学习教具的研发

于浩然

摘要：针对现有的高中物理杠杆原理学习教具操作麻烦而且不能够根据人的身高调整实验装置的高度的缺点，研发了一款新型高中物理杠杆原理学习教具，操作简便并使同学们能够直观的理解支撑点的位置与压力大小的变化关系，较好的解决了原有教具的缺点。

关键词：杠杆；教具；升降

现有的高中物理杠杆原理学习教具，为了使同学们能够直观的理解支撑点的位置与压力大小的变化关系，在做实验的时候需要不断的调整动力臂和阻力臂的长短，这样操作非常麻烦，而且不能够根据人的身高调整实验装置的高度，造成身高较高或者较低的同学做实验时操作不方便。

我设计了一种新型高中物理杠杆原理学习教具，使同学们能够直观的理解支撑点的位置与压力大小的变化关系，同时具有升降功能。

一、设计思路

这种新型高中物理杠杆原理学习教具，具体结构如图1、2所示。

图中：1底座、2支撑板、3第一滑块、4固定块、5第一连接板、6第二滑块、7挂孔、8挂钩、9砝码、10横杆、11凸块、12圆筒、13拉绳、14拉力表、15锁紧螺钉、16第二连接板、17转盘、18滑动板、19拉杆、20第一弹簧、21卡块、22挡板、23第一滑杆、24固定板、25螺纹杆、26第二滑杆。

二、操作說明

（一）升降功能的实现

本教具底座1的下端设有防滑纹，防止其滑动。底座1的上端固定连接有支撑板2，支撑板2的上端设有第一滑槽，第一滑槽内滑动连接有滑动板18，滑动板18上贯穿设有螺纹杆25，螺纹杆25上螺纹连接有两个固定块4，底座1的上端固定连接有两个第一滑块3，第一滑块3的上端均转动连接有第一连接板5，第一连接板5远离第一滑块3的一端转动连接在固定块4的下端，固定块4的上端转动连接有第二连接板16，第二连接板16的上端转动连接有第二滑块6，底座1的上端设有安装板，第二滑块6固定连接在安装板的下端，通过转柄转动转盘17，转盘17转动带动螺纹杆25转动，使固定块4移动，进而通过第一连接板5和第二连接板16对安装板进行升高，从而提升了教具的高度，此时反方向旋转转柄，则可以降低教具的高度。

（二）演示杠杆原理

本教具安装板的上端设有第一凹槽，第一凹槽相对的内壁固定连接有第二滑杆26，第二滑杆26上滑动连接有圆筒12，圆筒12的上端固定连接有凸块11，圆筒12的侧壁贯穿设有锁紧螺钉15，旋动锁紧螺钉，使圆筒12能够滑动，圆筒12滑动带动凸块11进行滑动，凸块11的上端设有横杆10，横杆10的侧壁设有多个挂孔7，其中一个挂孔7上设有挂钩8，挂钩8的下端固定连接有砝码9，砝码9为动力臂的动力，安装板的上端固定连接有拉力表14，拉力表14的上端固定连接有拉绳13，便于观看阻力臂受的拉力。对凸块11进行滑动，从而改变动力臂和阻力臂的长短，使同学们能够直观的理解支撑点的位置与压力大小的变化关系。

三、创新点

（1）该学习教具结构设计合理，将凸块进行移动，使人能够直观的理解支撑点的位置与压力大小的变化关系。

（2）可以选择不同的挂孔位置，方便改变力臂的长短。

（3）该学习教具具有升降功能，方便身高较高或者较低的同学操作。

（4）制作简单，成本低，适合量产推广。

四、改进推广

在横杆上附上刻度，更方便直接读出动力臂和阻力臂的实际长度。