CN115100926A - 一种基于物理实验的教学弹力演示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物理实验的教学弹力演示装置，包括底盘，底盘用于安装并更换弹力机构，且进行弹力演示工作，底盘上对应弹力机构的一侧均开设有运动球槽，至少一组弹力机构，等距均匀的固定安装在底盘的上方，底座的一端设于底盘的底部并与底盘活动连接，所述底座的上方设置有演示机构，驱动机构，用于与连接座相连接，配合演示机构和弹力机构整体形成演示机构。本发明装置整体配合多个弹力机构形成的多个单独的弹力演示装置，可以形成相同的弹力演示装置，采用不同重物，或者相同重物不同弹力演示装置之间的弹力以及它们的联系和区别，可以更加直观地显示在学员面前，并且形成鲜明的对比，有效地帮助教育对象消化理解。

Description

一种基于物理实验的教学弹力演示装置

技术领域

本发明涉及物理教学技术领域，具体为一种基于物理实验的教学弹力演示装置。

背景技术

在物理中，很多物理公式枯燥乏味，而且不便于记忆，学生在学习起来更是不感兴趣。教具作为一种模型，一种工具，可以很好地调动起学生学习物理知识的兴趣。

弹性属于一种较为虚幻的表述名词，物理学中有大量这种类型的名词，因此实验方式的表述是一般物理教学的重要手段之一，现有的弹簧弹力实验装置较为简单，只是简单对弹簧进行拉伸与压缩，实验不全面，不能直观全面的对弹力概念及定律进行实验演示，为此，提出一种基于物理实验的教学弹力演示装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于物理实验的教学弹力演示装置，以解决上述背景技术中提出的弹簧弹力实验装置较为简单，只是简单对弹簧进行拉伸与压缩，实验不全面，不能直观全面的对弹力概念及定律进行实验演示的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于物理实验的教学弹力演示装置，包括：

底盘，所述底盘用于安装并更换弹力机构，且进行弹力演示工作，所述底盘上对应弹力机构的一侧均开设有运动球槽；

至少一组弹力机构，等距均匀的固定安装在底盘的上方，所述弹力机构包括开口设置的安装筒，所述安装筒内部固定安装有测力弹簧，所述测力弹簧一端固定连接有连接座，且连接座一端活动套设在安装筒的内部；

底座的一端设于底盘的底部并与底盘活动连接，所述底座的上方设置有演示机构，所述演示机构用于配合弹力机构进行弹力演示；

所述演示机构包括固定安装在底座上方的限位框和在底座上且对应限位框开设的安装槽，所述安装槽的内部固定设置有多个球座，所述底座的一侧对应运动球槽的位置处开设有导向球槽；

驱动机构，用于与连接座相连接，配合演示机构和弹力机构，所述驱动机构安装在限位框内部，且通过球座与底座活动连接；

所述驱动机构的一端固定连接有推杆，所述推杆的一端贯穿所述限位框侧边设置的侧槽，并向下折弯延伸至导向球槽的内部。

优选地，所述限位框一侧开设有与连接座相适配的弧度缺口，所述弹力机构的连接座能够插入所述弧度缺口内与所述驱动机构连接。

优选地，所述驱动机构包括设于安装槽上方的滑动座，所述滑动座底部固定连接有弧形板，且弧形板滑动连接在限位框底部的限位通口处并与球座贴合设置，所述弧形板的顶部固定连接有与连接座底部开设的连接槽相适配的卡接座，所述滑动座的一端固定连接有推杆，所述滑动座的顶部固定连接有固定柱，且固定柱贯穿设置于所述限位框顶部的矩形槽口并延伸至限位框的顶部，所述固定柱上固定设置有固定环，所述连接座上位于连接槽的内部固定设置有磁块。

优选地，所述滑动座两侧均开设有限位凹槽，所述限位框一端内部两侧均固定连接有与限位凹槽相适配的限位凸部。

优选地，所述矩形槽口内部固定嵌设有缓冲板，所述缓冲板与所述固定座外壁适配。

优选地，还包括复位机构，所述复位机构连接于演示机构的外侧，用于在更换弹力机构时，控制驱动机构复位至待更换的弹力机构中的连接座连接，所述复位机构包括转向筒和缠绕在转向筒内部的尼龙绳，所述限位框一侧上下端固定设置有第一导向轮和第二导向轮，所述尼龙绳的一端延伸至固定环一侧并通过弹簧板与固定环固定连接；

还包括用于连接复位机构和底盘的传动机构，所述传动机构包括开设在底座上的圆通槽，所述圆通槽内部转动连接有传动柱，所述传动柱的顶部固定连接有与底盘外侧开设的多个齿槽相适配的齿轮，所述齿轮顶部固定连接有绕线轮，所述尼龙绳另一端依次穿过所述转向筒、第一导向轮和第二导向轮后固定绕制于所述绕线轮上；所述

所述绕线轮底部套设有扭力弹簧，所述扭力弹簧一端与传动柱固定连接，所述扭力弹簧另一端与底座固定连接。

优选地，所述转向筒包括固定连接在限位框上的固定筒，所述固定筒内部转动连接有绕柱，所述固定筒固定设置有两个出线管，且尼龙绳围绕绕柱设置并活动套设于两个出线管内部。

优选地，多个所述运动球槽相互交错设置，所述运动球槽的顶部开口处开设有多个卡口，所述运动球槽内部设置有多个与所述卡口活动卡接的撞击组件。

优选地，所述撞击组件包括活动卡接在卡口内部的卡块，所述卡块一侧设置有与运动球槽相适配，且嵌入运动球槽内部的撞盘。

优选地，所述底盘上设置有测量架，所述测量架包括对应运动球槽设置的测量尺，多个测量尺相互拼接设置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中由于底盘整体是转动安装在底座上的，进而实际的演示过程中，根据实际所需，选择不同规格的弹力机构，从而手动对底盘施力，使得底盘带动多个弹力机构进行自传，然后控制所需的弹力机构移动至靠近底座的一侧，然后形成弹力机构和演示机构的连接，形成一个单独的弹力演示装置，设置多个弹力机构，可以形成多个规格尺寸不同的单独弹力演示装置，降低了弹力演示的局限性，提高了本装置整体的实用性和适用性。

2、本发明由于设置在运动球槽内部的小球是可以更换的，从而装置整体配合多个弹力机构形成的多个单独的弹力演示装置，可以形成相同的弹力演示装置，采用不同重物，或者相同重物不同弹力演示装置之间的弹力以及它们的联系和区别，可以更加直观地显示在学员面前，并且形成鲜明的对比，有效地帮助教育对象消化理解，同时良好的对比效果可更好的帮助理解弹力的作用，对比能力强。

3、本发明中在更换不同的弹力机构时，随着底盘的转动，驱动机构与连接座脱离，而将尼龙绳缠绕在绕线轮上，通过尼龙绳对固定柱施加一个拉力，通过此拉力，避免驱动机构整体的位置发生偏移，即保证驱动机构整体时刻的处于与连接座的待连接处的位置，便于顺利地与下一个弹力机构的连接，避免人工手动的对驱动机构整体限位，更换效率高，简单方便省时省力。

4、本发明中在进行弹力演示工作时，对驱动机构整体施加的拉力，转换成相应的弹力后，在运动球槽内部设置撞击组件，小球受到相应力的作用后，小球在运动球槽内部移动时，会对撞盘形成一个撞击，可以直接根据小球撞击撞盘所发出的声音，来直接的判断并可通过简单的工具间接地测得小球的运动速度，扩大了物理教育的内容，同时也提高了学员的动手实操能力。

5、本发明中在进行弹力演示工作时，对驱动机构整体施加的拉力，转换成相应的弹力后，也可以预先设置撞盘的材质，即在小球撞击撞盘时，也可根据撞盘的形变程度，来清楚明了的知晓当前拉力所带来的实际破坏力，有效地帮助教育对象消化理解，同时良好的对比效果，可更好的帮助理解弹力的作用和相应弹力大小作用在物体上的，对物体所造成的破坏程度。

6、本发明中在进行弹力演示工作时，对驱动机构整体施加的拉力，转换成相应的弹力后，小球沿着运动球槽进行移动时，当前拉力所转换成的弹力大小可以推动小球前行的距离，根据小球移动的位置，对应测量尺上的数值，即可判为，当前的拉力或弹力，能驱动小球，所前行的距离，使得学员对多大的力，能有一个大概范围的认知。

7、本发明中通过在安装槽的内部设置多个球座，球座的设置是为了降低驱动机构整体在运动过程所受的摩擦力，使得驱动机构整体在复位运动时，尽可能的避免因摩擦力，而影响驱动机构带动推杆对处在导向球槽内部小球的做功，而影响小球的实际运动效果。

附图说明

图1为本发明的整体结构视图；

图2为本发明整体右视结构示意图；

图3为本发明的整体的剖视图；

图4为本发明的底盘和弹力机构的连接结构爆炸图；

图5为本发明的底座和演示机构的连接结构爆炸图；

图6为本发明连接座的剖视结构示意图；

图7为本发明的驱动机构的结构示意图；

图8为本发明的传动机构的结构示意图；

图9为本发明的图1中A处的放大图；

图10为本发明的图2中B处的放大图；

图11为本发明的转向筒的俯视剖视图；

图12为本发明的图3中C处的放大图。

图中：

1、底盘；11、运动球槽；12、测量架；121、测量尺；13、齿槽；14、卡口；15、撞击组件；151、卡块；152、撞盘；

2、弹力机构；21、安装筒；22、测力弹簧；23、连接座；231、连接槽；24、磁块；

3、底座；31、导向球槽；

4、演示机构；41、安装槽；42、球座；43、限位框；431、弧度缺口；432、限位通口；433、矩形槽口；434、侧槽；435、限位凸部；

5、驱动机构；51、滑动座；511、限位凹槽；52、弧形板；53、卡接座；54、固定柱；55、固定环；56、缓冲板；

6、推杆；

7、复位机构；71、转向筒；711、固定筒；712、绕柱；713、出线管；72、尼龙绳；73、弹簧板；74、第一导向轮；75、第二导向轮；

8、传动机构；81、传动柱；82、扭力弹簧；83、齿轮；84、绕线轮。

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。

实施例1：

请参阅图1至图12，本发明公开了一种基于物理实验的教学弹力演示装置，包括：

底盘1，底盘1用于安装并更换弹力机构2，且进行弹力演示工作，底盘1上对应弹力机构2的一侧均开设有运动球槽11，底盘1的外侧间隔开设有多个齿槽13。

至少一组弹力机构2，等距均匀的固定安装在底盘1的上方，弹力机构2包括开口设置的安装筒21，安装筒21内部固定安装有测力弹簧22，测力弹簧22一端固定连接有连接座23，且连接座23一端活动套设在安装筒21的内部。

底座3的一端设于底盘1的底部并与底盘1活动连接，参见附图5，底盘1转动连接在底座3的一端。底座3的上方设置有演示机构4，演示机构4用于配合弹力机构2进行弹力演示，演示机构4包括固定安装在底座3上方的限位框43和在底座3上且对应限位框43开设的安装槽41，限位框43一侧开设有与连接座23相适配的弧度缺口431，安装槽41的内部固定设置有多个球座42，底座3的一侧对应运动球槽11的位置处开设有导向球槽31。

驱动机构5，用于与连接座23相连接，配合演示机构4和弹力机构2，驱动机构5安装在限位框43内部，且通过球座42与底座3活动连接。

复位机构7，连接于演示机构4的外侧，用于在更换弹力机构2时，控制驱动机构5复位与待更换的弹力机构2中的连接座23连接。

本发明中通过将多个弹力机构2固定安装在底盘1上，并且多个弹力机构2是均匀分布的，根据实际的情况，可设置两个到五个的弹力机构2，参见附图1与附图2，本实施例底盘1为圆盘结构，其上间隔设置4组弹力机构2，两两弹力机构2之间夹角90度。并且多个弹力机构2的规格尺寸是不相同的，即多个弹力机构2中的测力弹簧22的劲度系数不相同，F为弹力的大小也就是拉力，k为弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米，单位的符号是N/m，Δx为弹簧伸长或缩短的长度，在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量越长。

由于底盘1整体是转动安装在底座3上的，进而实际的演示过程中，根据实际所需，选择不同规格的弹力机构2，从而手动对底盘1施力，使得底盘1带动多个弹力机构2进行自传，然后控制所需的弹力机构2移动至靠近底座3的一侧，然后形成弹力机构2和演示机构4的连接，形成一个单独的弹力演示装置，进而多个不同规格尺寸的弹力机构2安装在底盘1上，形成多种单独的弹力演示装置，具体的每个弹力机构2中测力弹簧22的劲度系数不同，并设置多个测力弹簧22的劲度系数为相互的整数倍，即理解为一号弹力机构2中测力弹簧22的劲度系数为1，二号弹力机构2中测力弹簧22的劲度系数为弹力机构2，等以此类推。

在实际进行弹力演示的过程中，使得相同的弹力演示装置，采用不同重物，或者相同重物不同弹力演示装置之间的弹力以及它们的联系和区别，可以更加直观地显示在学员面前，并且形成鲜明的对比，有效地帮助教育对象消化理解，同时良好的对比效果可更好的帮助理解弹力的作用，对比能力强。

本发明在使用时，装置整体是水平放置的，即在进行弹力演示工作时，重力对演示的效果忽略不计。

如图3、图7和图12所示，驱动机构5包括设于安装槽41上方的滑动座51，滑动座51底部固定连接有弧形板52，且弧形板52滑动连接在限位框43底部的限位通口432处并与球座42贴合设置，弧形板52的顶部固定连接有与连接座23底部开设的连接槽231相适配的磁性卡接座53，滑动座51的一端固定连接有推杆6，推杆6的一端贯穿限位框43侧边设置的侧槽434，并向下折弯延伸至导向球槽31的内部，滑动座51的顶部固定连接有固定柱54，且固定柱54贯穿设置于限位框43顶部的矩形槽口433并延伸至限位框43的顶部，固定柱54上固定设置有固定环55，连接座23上位于连接槽231的内部固定设置有磁块24。

工作时，由于在限位框43的一侧开设有弧度缺口431，并且弧度缺口431是与弹力机构2上安装的连接座23相适配的，进而在需要更换弹力机构2时，手动对底盘1施力，即改变对应演示机构4位置处的弹力机构2，在随着底盘1的转动，后一个弹力机构2上的连接座23准确的嵌入限位框43上的弧度缺口431内部，直至滑动座51顶部的磁性卡接座53嵌入连接槽231，而由于连接座23上的连接槽231内部固定设置有磁块24，当连接座23移动至弧度缺口431内部，且卡接座53嵌入连接槽231内部时，磁块24对卡接座53相互吸引，通过二者之间产生的磁力，对连接座23形成一定程度上的限位效果，即将连接座23整体限位在弧度缺口431内部，使得驱动机构5整体通过卡接座53和连接槽231形成与连接座23的连接，进而形成一个弹力演示装置。

本发明中，在选定并组装弹力演示装置后，即可进行弹力演示工作，由于驱动机构5整体是设置在限位框43内部的，并且驱动机构5上的滑动座51的底端嵌入限位框43上的限位通口432内部，从而可以直接通过固定柱54对驱动机构5整体进行施力，即通过固定柱54带动驱动机构5整体沿着矩形槽口433的方向进行移动，驱动机构5整体移动，会通过连接座23对弹力机构2内部测力弹簧22形成拉伸，在实际的使用中限位框43的顶部设置有刻度盘，初始状态下选用最小的劲度系数的弹力机构2整体，且最小劲度系数的弹力机构2是对应刻度盘设置的。

在通过固定柱54拉动驱动机构5整体后，使得驱动机构5整体通过多个球座42，在安装槽41上方滑动，拉动固定柱54进行一定的伸长量，在驱动机构5整体移动的同时，也会带动推杆6进行移动，然后伸长量可以对应限位框43上的刻度盘所对应的具体数值，限位框43上刻度盘对应的数值即为，当前拉动弹力机构2所使用的拉力，然后可松开对固定柱54的拉力，通过测力弹簧22的反作用力，即可带动驱动机构5进行复位，使得驱动机构5带动推杆6沿着导向球槽31进行滑动，通过在安装槽41的内部设置多个球座42，球座42的设置是降低弧形板52和限位框43之间的摩擦力，使得驱动机构5整体在复位运动时，避免因摩擦力，而影响驱动机构5带动推杆6对处在导向球槽31内部小球的做功，造成小球所受到的力，并非完全与刻度盘上所显示的力相同。

弹力演示工作开始时，可以选定标准重量的小球，然后将小球放入导向球槽31的内部，在驱动机构5复位带动推杆6进行移动的过程中，直至推杆6对导向球槽31内部放置的小球，形成打击，造成导向球槽31内部的小球，沿着导向球槽31的方向进行滚动，直至移动至底盘1上对应的运动球槽11内部，并沿着运动球槽11进行移动。

具体的使用中，也可以可更换不同重量的小球，进行多次试验，形成采用同一种劲度系数的测力弹簧22，所进行的拉力，作用在不同重量的小球，而使得不同重量的小球发生运动，即形成相同的弹力演示装置，采用不同重物，之间的弹力以及它们的联系和区别。

如图5和图10所示，滑动座51两侧均开设有限位凹槽511，限位框43一端内部两侧均固定连接有与限位凹槽511想适配的限位凸部435，矩形槽口433内部固定嵌设有缓冲板56。

工作时，由于在限位框43内部固定设置有限位凸部435，而限位凸部435与安装槽41两侧的限位凹槽511对应，限位凸部435和限位凹槽511是用于在更换不同的弹力机构2整体与驱动机构5进行连接时，保证对驱动机构5整体的限位，有利于在将驱动机构5整体和连接座23进行连接，使得连接座23和卡接座53的卡合更加顺利，同时在矩形槽口433内部设置缓冲板56，用于在进行弹力演示时，松开对固定柱54的拉力，造成驱动机构5复位，避免驱动机构5与限位框43激烈的碰撞，降低限位框43和驱动机构5之间的作用，避免固定柱54发生断裂的情况。

如图10和图11所示，复位机构7包括转向筒71和缠绕在转向筒71内部的尼龙绳72，转向筒71包括固定连接在限位框43上的固定筒711，固定筒711内部转动连接有绕柱712，固定筒711固定设置有两个出线管713，且尼龙绳72围绕绕柱712设置并活动套设于两个出线管713内部，限位框43一侧固定设置有第一导向轮74和第二导向轮75，尼龙绳72的一端延伸至固定环55一侧并通过弹簧板73与固定环55固定连接。

工作时，由于在限位框43的上方设置有复位机构7，复位机构7中的尼龙绳72一端是与固定柱54上的固定环55连接的，其中转向筒71整体、第一导向轮74和第二导向轮75是用于对尼龙绳72进行导向的，由于完成初次的弹力演示后，虽然驱动机构5整体是处在靠近弧度缺口431的位置处的，但是在随着更换弹力机构2时，即连接座23脱离与卡接座53的连接。

此过程中，由于弧形板52底部是与球座42滑动连接的，容易存在间隙误差，而导致更换弹力机构2时，下一个弹力机构2中的连接座23无法准确与卡接座53进行连接，为了更好地使得在更换弹力机构2整体时，驱动机构5刚好处在与连接座23的预定连接处的位置，在对底盘1进行施力，更换弹力机构2时，即可对底盘1施力，使得底盘1自转，形成当前的弹力机构2与驱动机构5脱离。如图8、图10和图11所示，还包括用于连接复位机构7和底盘1的传动机构8，传动机构8包括开设在底座3上的圆通槽，圆通槽内部转动连接有传动柱81，传动柱81的顶部固定连接有与齿槽13相适配的齿轮83，齿轮83顶部固定连接有绕线轮84，尼龙绳72的另一端分别缠绕在第一导向轮74和第二导向轮75上并延伸至绕线轮84的顶部与绕线轮84固定连接，绕线轮84底部套设有扭力弹簧82，扭力弹簧82一端与传动柱81固定连接，扭力弹簧82另一端与底座3固定连接。

工作时，由于在底盘1的外侧间隔设置有齿槽13，进而在底盘1转动时，而齿槽13是与齿轮83啮合的，即通过齿槽13带动齿轮83进行转动，从而齿轮83转动，带动绕线轮84和传动柱81同步的转动，在传动柱81转动的过程中，扭力弹簧82逐渐处于被压缩的状态，而绕线轮84转动，即可将尼龙绳72持续地缠绕在绕线轮84上，随着底盘1的转动，驱动机构5与连接座23脱离，而将尼龙绳72缠绕在绕线轮84上，通过尼龙绳72对固定柱54施加一个拉力，通过此拉力，避免驱动机构5整体的位置发生偏移，即保证驱动机构5整体时刻的处于与连接座23的待连接处的位置，便于与顺利地与下一个弹力机构2的连接，简单方便省时省力，避免人工手动的对驱动机构5整体限位。

随着底盘1的持续转动，在底盘1转动配合传动机构8和复位机构7整体，通过尼龙绳72拉动驱动机构5整体时，直至连接座23与磁性卡接座53连接，连接完成后，齿轮83也刚好不与齿槽13啮合，而由于扭力弹簧82的设置，通过扭力弹簧82的反作用力，使得齿轮83带动绕线轮84反向转动，即逐渐对尼龙绳72松开，使得在进行当前弹力演示工作时，驱动机构5整体可以被顺利地拉动。

如图1和图2所示，多个运动球槽11相互交错设置，运动球槽11的顶部开口处开设有多个卡口14，运动球槽11内部设置有多个撞击组件15，撞击组件15包括活动卡接在卡口14内部的卡块151，卡块151一侧设置有与运动球槽11相适配，且嵌入运动球槽11内部的撞盘152。

工作时，由于在运动球槽11上开设有多个卡口14，并且运动球槽11内部设置有多个撞击组件15，撞击组件15通过卡块151进行卡接，活动安装在运动球槽11的内部，在进行弹力演示时，驱动机构5和推杆6对导向球槽31内部的小球进行打击，使得小球沿着导向球槽31进入对应位置处的运动球槽11内部，从而小球在运动球槽11内部移动时，也会对撞盘152形成一个撞击，为了避免在撞击时，小球脱离导向球槽31和运动球槽11内部，可以将导向球槽31和运动球槽11的顶部设置成小开口状态，在小球进入运动球槽11内部时，可以直接根据小球撞击撞盘152所发出的声音，来直接地判断出小球所受拉力的大或小，形成演示弹力作用的实际转换效果，也可以预先设置撞盘152的材质，即在小球撞击撞盘152时，也可根据撞盘152的形变程度，来清楚明了的，知晓当前拉力所带来的实际破坏力，有效地帮助教育对象消化理解，同时良好的对比效果可更好的帮助理解弹力的作用和相应弹力大小作用在物体上的，对物体所造成的破坏程度。

如图4所示，底盘1上设置有测量架12，测量架12包括对应运动球槽11设置的测量尺121，多个测量尺121相互拼接设置。

工作时，由于测量架12是由多个测量尺121拼接构成的，且多个测量尺121是对应运动球槽11设置的，进而小球沿着运动球槽11进行移动时，当前拉力所转换成的弹力大小可以推动小球前行的距离，根据小球移动的位置，对应测量尺121上的数值，即可判为，当前的拉力或弹力，能驱动小球，所前行的距离，使得学员对多大的力，能有一个大概范围的认知。

工作原理：初始状态下，预先将其中一个弹力机构2中的连接座23与驱动机构5中的卡接座53进行卡接，即将弹力机构2和驱动机构5进行连接，形成一个单独的弹力演示装置。

此时通过固定柱54拉动驱动机构5整体后，使得驱动机构5整体通过多个球座42，在安装槽41上方滑动，拉动固定柱54进行一定的伸长量，在驱动机构5整体移动的同时，也会带动推杆6进行移动，然后伸长量可以对应限位框43上的刻度盘所对应的具体数值，限位框43上刻度盘对应的数值即为，当前拉动弹力机构2所使用的拉力，然后将小球放入导向球槽31内部，并且将小球靠在推杆6的一侧，然后可松开对固定柱54的拉力，通过测力弹簧22的反作用力，即可带动驱动机构5进行复位，使得驱动机构5带动推杆6沿着导向球槽31进行滑动，在驱动机构5复位带动推杆6进行移动的过程中，直至推杆6对导向球槽31内部放置的小球，形成打击，造成导向球槽31内部的小球，沿着导向球槽31的方向进行滚动，直至移动至底盘1上对应的运动球槽11内部，并沿着运动球槽11进行移动。

此时为了分别了解当前拉力，具体的认知，可分为三种形式；

其一，在运动球槽11内部设置撞击组件15，即撞盘152通过齿槽13安装在运动球槽11的内部，小球受到相应力的作用后，小球在运动球槽11内部移动时，会对撞盘152形成一个撞击，可以直接根据小球撞击撞盘152所发出的声音，来直接地判断出小球所受拉力的大或小。

其二，也可以预先设置撞盘152的材质，即在小球撞击撞盘152时，也可根据撞盘152的形变程度，来清楚明了的，知晓当前拉力所带来的实际破坏力，有效地帮助教育对象消化理解，同时良好的对比效果可更好的帮助理解弹力的作用和相应弹力大小作用在物体上的，对物体所造成的破坏程度。

其三，小球沿着运动球槽11进行移动时，当前拉力所转换成的弹力大小可以推动小球前行的距离，根据小球移动的位置，对应测量尺121上的数值，即可判为，当前的拉力或弹力，能驱动小球，所前行的距离，使得学员对多大的力，能有一个大概范围的认知。

更好地理解弹力，在完成初次的弹力演示工作后，可以选择更换，不同劲度系数的弹力机构2，此时可手动对底盘1施力，使得底盘1自转，形成当前的弹力机构2与驱动机构5脱离，由于在底盘1的外侧设置有齿槽13，进而在底盘1转动时，而齿槽13是与齿轮83啮合的，即通过齿槽13带动齿轮83进行转动，从而齿轮83转动，带动绕线轮84和传动柱81同步的转动，在传动柱81转动的过程中，扭力弹簧82逐渐处于被压缩的状态，而绕线轮84转动，即可将尼龙绳72持续地缠绕在绕线轮84上，随着底盘1的转动，驱动机构5与连接座23脱离，而将尼龙绳72缠绕在绕线轮84上，通过尼龙绳72对固定柱54施加一个拉力，通过此拉力，避免驱动机构5整体的位置发生偏移，形成对驱动机构5整体限位，即保证驱动机构5整体时刻的处于，与连接座23的待连接处的位置，便于与顺利地与下一个弹力机构2的连接。

随着底盘1的持续转动，在底盘1转动配合传动机构8和复位机构7整体，通过尼龙绳72拉动驱动机构5整体时，直至连接座23与卡接座53连接，连接完成后，齿轮83也刚好不与齿槽13啮合，而由于扭力弹簧82的设置，通过扭力弹簧82的反作用力，使得齿轮83带动绕线轮84反向转动，即逐渐对尼龙绳72松开，使得在进行当前弹力演示工作时，驱动机构5整体可以被顺利地拉动，若要继续更换弹力机构2，重复操作上述步骤即可，通过采用不同劲度系数的弹力机构2，形成相同的弹力演示装置，采用不同重物，或者相同重物不同弹力演示装置之间的弹力以及它们的联系和区别。

实施例2：

与实施例1不同的是，将本装置进行竖直放置，底盘1和弹力机构2位于底座3上方，具体演示操作，与上述同理，当本装置竖直放置时，对应的拉力转换成弹力，作用在导向球槽31内部的小球上，使得小球沿着导向球槽31和运动球槽11的反向，向上运动，同理通过运动球槽11一侧的测量尺121，显示撞击小球后，小球所能达到的高度位置，进一步的，来演示弹力作用的实际转换效果。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于物理实验的教学弹力演示装置，其特征在于，包括：

底盘（1），所述底盘（1）用于安装并更换弹力机构（2），且进行弹力演示工作，所述底盘（1）上对应弹力机构（2）的一侧均开设有运动球槽（11）；

至少一组弹力机构（2），等距均匀的固定安装在底盘（1）的上方，所述弹力机构（2）包括开口设置的安装筒（21），所述安装筒（21）内部固定安装有测力弹簧（22），所述测力弹簧（22）一端固定连接有连接座（23），且连接座（23）一端活动套设在安装筒（21）的内部；

底座（3）的一端设于底盘（1）的底部并与底盘（1）活动连接，所述底座（3）的上方设置有演示机构（4），所述演示机构（4）用于配合弹力机构（2）进行弹力演示；

所述演示机构（4）包括固定安装在底座（3）上方的限位框（43）和在底座（3）上且对应限位框（43）开设的安装槽（41），所述安装槽（41）的内部固定设置有多个球座（42），所述底座（3）的一侧对应运动球槽（11）的位置处开设有导向球槽（31）；

驱动机构（5），用于与连接座（23）相连接，配合演示机构（4）和弹力机构（2），所述驱动机构（5）安装在限位框（43）内部，且通过球座（42）与底座（3）活动连接；

所述驱动机构（5）的一端固定连接有推杆（6），所述推杆（6）的一端贯穿所述限位框（43）侧边设置的侧槽（434），并向下折弯延伸至导向球槽（31）的内部。

2.根据权利要求1所述的一种基于物理实验的教学弹力演示装置，其特征在于：所述限位框（43）一侧开设有与连接座（23）相适配的弧度缺口（431），所述弹力机构（2）的连接座（23）能够插入所述弧度缺口（431）内与所述驱动机构（5）连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于物理实验的教学弹力演示装置，其特征在于：所述驱动机构（5）包括设于安装槽（41）上方的滑动座（51），所述滑动座（51）底部固定连接有弧形板（52），且弧形板（52）滑动连接在限位框（43）底部的限位通口（432）处并与球座（42）贴合设置，所述弧形板（52）的顶部固定连接有与连接座（23）底部开设的连接槽（231）相适配的磁性卡接座（53），所述滑动座（51）的一端固定连接有推杆（6），所述滑动座（51）的顶部固定连接有固定柱（54），且固定柱（54）贯穿设置于所述限位框（43）顶部的矩形槽口（433）并延伸至限位框（43）的顶部，所述固定柱（54）上固定设置有固定环（55），所述连接座（23）上位于连接槽（231）的内部固定设置有磁块（24）。

4.根据权利要求3所述的一种基于物理实验的教学弹力演示装置，其特征在于：所述滑动座（51）两侧均开设有限位凹槽（511），所述限位框（43）一端内部两侧均固定连接有与限位凹槽（511）相适配的限位凸部（435）。

5.根据权利要求4所述的一种基于物理实验的教学弹力演示装置，其特征在于：所述矩形槽口（433）内部固定嵌设有缓冲板（56），所述缓冲板（56）与所述固定座（54）外壁适配。

6.根据权利要求1所述的一种基于物理实验的教学弹力演示装置，其特征在于：还包括复位机构（7），所述复位机构（7）连接于演示机构（4）的外侧，用于在更换弹力机构（2）时，控制驱动机构（5）复位至待更换的弹力机构（2）中的连接座（23）连接，所述复位机构（7）包括转向筒（71）和缠绕在转向筒（71）内部的尼龙绳（72），所述限位框（43）一侧上下端固定设置有第一导向轮（74）和第二导向轮（75），所述尼龙绳（72）的一端延伸至固定环（55）一侧并通过弹簧板（73）与固定环（55）固定连接；

还包括用于连接复位机构（7）和底盘（1）的传动机构（8），所述传动机构（8）包括开设在底座（3）上的圆通槽，所述圆通槽内部转动连接有传动柱（81），所述传动柱（81）的顶部固定连接有与底盘（1）外侧间隔开设的多个齿槽（13）相适配的齿轮（83），所述齿轮（83）顶部固定连接有绕线轮（84），所述尼龙绳（2）另一端依次穿过所述转向筒（71）、第一导向轮（74）和第二导向轮（75）后固定绕制于所述绕线轮（84）上；

所述绕线轮（84）底部套设有扭力弹簧（82），所述扭力弹簧（82）一端与传动柱（81）固定连接，所述扭力弹簧（82）另一端与底座（3）固定连接；

所述底盘（1）转动过程中，通过尼龙绳（72）拉动驱动机构（5）整体，直至连接座（23）与驱动机构（5）连接，连接完成后，所述齿轮（83）刚好不与所述齿槽（13）啮合。

7.根据权利要求6所述的一种基于物理实验的教学弹力演示装置，其特征在于：所述转向筒（71）包括固定连接在限位框（43）上的固定筒（711），所述固定筒（711）内部转动连接有绕柱（712），所述固定筒（711）固定设置有两个出线管（713），且尼龙绳（72）围绕绕柱（712）设置并活动套设于两个出线管（713）内部。

8.根据权利要求1所述的一种基于物理实验的教学弹力演示装置，其特征在于：多个所述运动球槽（11）相互交错设置，所述运动球槽（11）的顶部开口处开设有多个卡口（14），所述运动球槽（11）内部设置有多个与所述卡口（14）活动卡接的撞击组件（15）。

9.根据权利要求8所述的一种基于物理实验的教学弹力演示装置，其特征在于：所述撞击组件（15）包括活动卡接在卡口（14）内部的卡块（151），所述卡块（151）一侧设置有与运动球槽（11）相适配，且嵌入运动球槽（11）内部的撞盘（152）。

10.根据权利要求1所述的一种基于物理实验的教学弹力演示装置，其特征在于：所述底盘（1）上设置有测量架（12），所述测量架（12）包括对应运动球槽（11）设置的测量尺（121），多个测量尺（121）相互拼接设置。

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