本實用新型屬于物理實驗領(lǐng)域,具體涉及一種胡克定律演示儀。
背景技術(shù):
胡克定律是力學(xué)彈性理論中的一條基本定律,表述為:固體材料受力之后,材料中的應(yīng)力與應(yīng)變的單位變形量之間成線性關(guān)系。目前,現(xiàn)有的胡克定律演示裝置彈簧和數(shù)個相同的配重塊組合,這種裝置僅僅能演示相同重量增加的拉力與拉長量的關(guān)系,對于拉力增加效果如何無法直觀的表達(dá)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
實用新型目的:本實用新型針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題做出改進(jìn),即本實用新型公開了一種胡克定律演示儀。
技術(shù)方案:一種胡克定律演示儀,包括底座和繪圖筆,
支架為U型件,所述底座的上表面與所述支架的兩側(cè)壁的底部通過螺紋連接的方式固定連接,
水箱焊設(shè)于所述底座的上表面,
所述支架的頂部的內(nèi)側(cè)壁的一側(cè)焊設(shè)有彈簧掛鉤,所述支架的頂部的內(nèi)側(cè)壁的中部粘設(shè)有套管,固定扣通過螺紋連接的方式固設(shè)于所述彈簧掛鉤與所述套管之間,
所述彈簧掛鉤上掛設(shè)拉伸彈簧,拉伸彈簧的下端掛設(shè)水桶,水桶的側(cè)部設(shè)有漏斗狀的進(jìn)水管,固定扣位于進(jìn)水管的管口正上方;
所述套管的外側(cè)壁設(shè)有刻度線,所述套管內(nèi)設(shè)有活塞,所述活塞與推桿固定連接,所述推桿位于所述套管的下端,所述套管的上部設(shè)有兩個連接口,該兩個連接口分別與第一水管的一端、第二水管的一端相連,所述第一水管的另一端連接水箱,所述第一水管上設(shè)有第一截流裝置,所述第二水管的另一端與固定扣配合,第二水管的另一端朝向進(jìn)水管的管口,第二水管上設(shè)有第二截流裝置;
支架的后側(cè)粘設(shè)有豎向的畫板,畫板的側(cè)部設(shè)有豎向的刻度尺,繪圖筆布設(shè)于所述底座的上表面。
進(jìn)一步地,所述的畫板為白板。
進(jìn)一步地,所述繪圖筆為油性筆。
進(jìn)一步地,所述的第一水管為乳膠管,所述的第一水管的管徑為3~5mm。
進(jìn)一步地,所述的第二水管為乳膠管,所述的第二水管的管徑為3~5mm。
進(jìn)一步地,所述第一截流裝置為止水夾。
進(jìn)一步地,所述第二截流裝置為止水夾。
進(jìn)一步地,所述的拉伸彈簧的勁度系數(shù)為6.0N/m或6.5N/m或7.0N/m或8N/m或10N/m。
進(jìn)一步地,水桶的底部設(shè)有放水閥。
有益效果:本實用新型公開的一種胡克定律演示儀具有以下有益效果:配重為非固定重量的水,可以多次、不同質(zhì)量的水的添加,從而可以獲得更多的數(shù)據(jù),能夠獲得數(shù)據(jù)之間的變化,從而提高胡克定律演示的效果,提高學(xué)生對胡克定律的理解。
附圖說明
圖1是本實用新型公開的一種胡克定律演示儀的結(jié)構(gòu)示意圖;
其中:
1-底座 2-支架
3-彈簧掛鉤 4-水箱
5-套管 6-固定扣
7-拉伸彈簧 8-水桶
9-放水閥 10-進(jìn)水管
11-活塞 12-推桿
13-第一水管 14-第一截流裝置
15-第二水管 16-繪圖筆
17-第二截流裝置 18-畫板
19-刻度尺
具體實施方式:
下面對本實用新型的具體實施方式詳細(xì)說明。
具體實施例1
一種胡克定律演示儀,包括底座1和繪圖筆16,
支架2為U型件,底座1的上表面與支架2的兩側(cè)壁的底部通過螺紋連接的方式固定連接,
水箱4焊設(shè)于底座1的上表面,
支架2的頂部的內(nèi)側(cè)壁的一側(cè)焊設(shè)有彈簧掛鉤3,支架2的頂部的內(nèi)側(cè)壁的中部粘設(shè)有套管5,固定扣6通過螺紋連接的方式固設(shè)于彈簧掛鉤3與套管5之間,
彈簧掛鉤3上掛設(shè)拉伸彈簧7,拉伸彈簧7的下端掛設(shè)水桶8,水桶8的側(cè)部設(shè)有漏斗狀的進(jìn)水管10,固定扣6位于進(jìn)水管10的管口正上方;
套管5的外側(cè)壁設(shè)有刻度線,套管5內(nèi)設(shè)有活塞11,活塞11與推桿12固定連接,推桿12位于套管5的下端,套管5的上部設(shè)有兩個連接口,該兩個連接口分別與第一水管13的一端、第二水管15的一端相連,第一水管13的另一端連接水箱4,第一水管13上設(shè)有第一截流裝置14,第二水管15的另一端與固定扣6配合,第二水管15的另一端朝向進(jìn)水管10的管口,第二水管15上安裝第二截流裝置17;
支架的后側(cè)粘設(shè)有豎向的畫板18,畫板18的側(cè)部設(shè)有豎向的刻度尺19,繪圖筆16布設(shè)于底座1的上表面。
進(jìn)一步地,畫板18為白板。
進(jìn)一步地,繪圖筆16為油性筆。
進(jìn)一步地,第一水管13為乳膠管,第一水管13的管徑為3mm。
進(jìn)一步地,第二水管15為乳膠管,第二水管15的管徑為3mm。
進(jìn)一步地,第一截流裝置14為止水夾。
進(jìn)一步地,第二截流裝置17為止水夾。
進(jìn)一步地,拉伸彈簧7的勁度系數(shù)為6.0N/m。
進(jìn)一步地,水桶8的底部設(shè)有放水閥9。
使用時,在水箱4內(nèi)添加備用的水,打開第一截流裝置14,關(guān)閉第二截流裝置17,拉動推桿12將水箱4內(nèi)的水吸入至套管5內(nèi),推動推桿12將吸入的多余的空氣排出,保持套管5內(nèi)基本沒有空氣。通過繪圖筆16標(biāo)記拉伸彈簧7最下端的位置。關(guān)閉第一截流裝置14,打開第二截流裝置17,根據(jù)需要將套管5內(nèi)的水部分推入至水桶8內(nèi)(第二水管15直徑極小,其內(nèi)的水可以忽略不計),根據(jù)套管5的刻度線能夠計算出推入水桶8內(nèi)水的體積v,從而換算成水桶8內(nèi)水的質(zhì)量m(m=vρ,ρ為水的密度);再次通過繪圖筆16標(biāo)記拉伸彈簧7最下端的位置,通過刻度尺19讀取兩個標(biāo)記之間的距離即為彈簧的伸長量x。水的質(zhì)量m與拉力F,根據(jù)多組數(shù)據(jù)(單個數(shù)據(jù)或者多組數(shù)據(jù)組合)去驗證拉力F與彈簧的伸長量x之間關(guān)系是否滿足線性關(guān)系。
具體實施例2
與具體實施例1大致相同,區(qū)別僅僅在于:
拉伸彈簧7的勁度系數(shù)為6.5N/m;
第一水管13的管徑為5mm;
第二水管15的管徑為5mm。
具體實施例3
與具體實施例1大致相同,區(qū)別僅僅在于:拉伸彈簧7的勁度系數(shù)為7.0N/m;
第一水管13的管徑為4mm;
第二水管15的管徑為4mm。
具體實施例4
與具體實施例1大致相同,區(qū)別僅僅在于:拉伸彈簧7的勁度系數(shù)為8N/m。
具體實施例5
與具體實施例1大致相同,區(qū)別僅僅在于:拉伸彈簧7的勁度系數(shù)為10N/m。
上面對本實用新型的實施方式做了詳細(xì)說明。但是本實用新型并不限于上述實施方式,在所屬技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi),還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下做出各種變化。