一種新型高中物理杠桿原理學習教具的研發

于浩然

摘要：針對現有的高中物理杠桿原理學習教具操作麻煩而且不能夠根據人的身高調整實驗裝置的高度的缺點，研發了一款新型高中物理杠桿原理學習教具，操作簡便并使同學們能夠直觀的理解支撐點的位置與壓力大小的變化關系，較好的解決了原有教具的缺點。

關鍵詞：杠桿；教具；升降

現有的高中物理杠桿原理學習教具，為了使同學們能夠直觀的理解支撐點的位置與壓力大小的變化關系，在做實驗的時候需要不斷的調整動力臂和阻力臂的長短，這樣操作非常麻煩，而且不能夠根據人的身高調整實驗裝置的高度，造成身高較高或者較低的同學做實驗時操作不方便。

我設計了一種新型高中物理杠桿原理學習教具，使同學們能夠直觀的理解支撐點的位置與壓力大小的變化關系，同時具有升降功能。

一、設計思路

這種新型高中物理杠桿原理學習教具，具體結構如圖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

本教具底座1的下端設有防滑紋，防止其滑動。底座1的上端固定連接有支撐板2，支撐板2的上端設有第一滑槽，第一滑槽內滑動連接有滑動板18，滑動板18上貫穿設有螺紋桿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的一端轉動連接在固定塊4的下端，固定塊4的上端轉動連接有第二連接板16，第二連接板16的上端轉動連接有第二滑塊6，底座1的上端設有安裝板，第二滑塊6固定連接在安裝板的下端，通過轉柄轉動轉盤17，轉盤17轉動帶動螺紋桿25轉動，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，此時反方向旋轉轉柄，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有第一凹槽，第一凹槽相對的內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的側壁貫穿設有鎖緊螺釘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的上端設有橫桿10，橫桿10的側壁設有多個掛孔7，其中一個掛孔7上設有掛鉤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，使同學們能夠直觀的理解支撐點的位置與壓力大小的變化關系。

三、創新點

（1）該學習教具結構設計合理，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）該學習教具具有升降功能，方便身高較高或者較低的同學操作。

（4）制作簡單，成本低，適合量產推廣。

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。