力的合成與分解演示器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種中學(xué)物理教具，尤其涉及到一種力的合成與分解演示器。
【背景技術(shù)】
[0002]力學(xué)是高中物理入門課程和重要內(nèi)容之一，是否學(xué)好力學(xué)不僅為以后的學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)學(xué)打下良好的基礎(chǔ)，還能夠?qū)W習(xí)到有別于初中物理的分析問題、解決問題的方法，在力學(xué)中力的分解與合成涉及到向量、三角函數(shù)等一直是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，而以往的教學(xué)內(nèi)容往往是通過教師在黑板上通過作圖進(jìn)行講解，這種方式是一種灌輸性的學(xué)習(xí)，無法讓學(xué)生快速、準(zhǔn)確地理解力的分解和合成的原理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述問題，提供了一種力的合成與分解演示器。
[0004]本實(shí)用新型的力的合成與分解演示器，是由殼體、處理器、電子拉力計(jì)1、電子拉力計(jì)Π和電子拉力計(jì)m構(gòu)成，其特征在于殼體內(nèi)安裝有處理器、殼體外固定有圓形的刻度盤，該刻度盤的環(huán)周設(shè)有與其同心的弧形的滑槽、滑槽內(nèi)于刻度盤兩側(cè)各嵌有滑輪I和滑輪π;電子拉力計(jì)1、電子拉力計(jì)π分別通過銷軸鉸接于滑槽外兩側(cè)，電子拉力計(jì)m固定于刻度盤圓心與地面垂線的路徑上；與電子拉力計(jì)I連接的彈性纖維和與電子拉力計(jì)π連接的彈性纖維分別繞過滑輪I和滑輪π再與電子拉力計(jì)m連接的彈性纖維相鉸接于刻度盤圓心處；處理器分別與電子拉力計(jì)1、電子拉力計(jì)π和電子拉力計(jì)m電路聯(lián)接。
[0005]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，殼體內(nèi)設(shè)有電子量角器，該電子量角器的兩條旋臂分別與滑輪I和滑輪π鉸接，兩條旋臂的交點(diǎn)位于刻度盤圓心處，且每條旋臂均通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與步進(jìn)電機(jī)傳動(dòng)配合，電子量角器、步進(jìn)電機(jī)均與處理器電路聯(lián)接。
[0006]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，殼體外設(shè)有液晶顯示器、該液晶顯示器與處理器電路聯(lián)接。
[0007]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，殼體外設(shè)有調(diào)節(jié)旋鈕、該調(diào)節(jié)旋鈕與處理器電路聯(lián)接。
[0008]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，刻度盤圓心處設(shè)有導(dǎo)輪。
[0009]本實(shí)用新型的力的合成與分解演示器，其結(jié)構(gòu)簡單、操作過程自動(dòng)化程度高，便于教師演示和學(xué)生觀察，學(xué)生能夠通過該力的合成與分解演示器快速、準(zhǔn)確地理解力的合成與分解的原理并掌握其應(yīng)用。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型的力的合成與分解演示器的結(jié)構(gòu)圖；
[0011 ]圖2為本實(shí)用新型的力的合成與分解演示器的模塊圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的力的合成與分解演示器，作進(jìn)一步說明:
[0013]本實(shí)用新型的力的合成與分解演示器，是由殼體1、處理器2、電子拉力計(jì)13、電子拉力計(jì)Π 4和電子拉力計(jì)ΙΠ5構(gòu)成。
[0014]如圖1所示，其中殼體1外固定有圓形的刻度盤6，該刻度盤6的環(huán)周設(shè)有與其同心的弧形滑槽7，該滑槽7的弧度大于180°，設(shè)于刻度盤6的上方，并于刻度盤6的90°延長線處設(shè)有擋塊;在滑槽7內(nèi)于刻度盤6兩側(cè)各嵌有滑輪18和滑輪Π 9，滑輪為一大一小兩個(gè)滑輪同軸構(gòu)成的雙層滑輪，大滑輪適配于滑槽7，能夠嵌入滑槽7中自由滑動(dòng)；電子拉力計(jì)13、電子拉力計(jì)Π 4分別通過銷軸鉸接于滑槽7外兩側(cè)，其具體安裝位置為刻度盤6的0°和180°的延長線上，而電子拉力計(jì)ΙΠ5固定于刻度盤6圓心與地面垂線的路徑上，即刻度盤6的270°延長線上;與電子拉力計(jì)13連接的彈性纖維和與電子拉力計(jì)Π 4連接的彈性纖維分別繞過滑輪I8和滑輪Π9再與電子拉力計(jì)ΙΠ5連接的彈性纖維相鉸接于刻度盤圓心處；，為了保證交點(diǎn)位于圓心處，則刻度盤6圓心處設(shè)有導(dǎo)輪15，用于限制鉸接交點(diǎn)移動(dòng)范圍。
[0015]在殼體1內(nèi)設(shè)有與電子量角器10，該電子量角器10通過兩條旋臂的旋轉(zhuǎn)來測(cè)得兩條旋臂之間的相對(duì)角度，兩條旋臂11分別與滑輪18和滑輪Π9鉸接，兩條旋臂11的交點(diǎn)位于刻度盤6圓心處，且每條旋臂11均通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與步進(jìn)電機(jī)12傳動(dòng)配合，由于彈性纖維是與滑輪相切的，則測(cè)量得的間的角度要小于電子量角器10所測(cè)得的值，可以通過事先多次調(diào)試求得誤差值，并存入運(yùn)行程序中。
[0016]殼體1外設(shè)有液晶顯示器13和調(diào)節(jié)旋鈕14，液晶顯示器13用于顯示力的值、角度；調(diào)節(jié)旋鈕14用于調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)12帶動(dòng)電子量角器10，進(jìn)而調(diào)節(jié)^、內(nèi)之間的角度。
[0017]殼體1內(nèi)安裝有處理器2，處理器2分別與電子拉力計(jì)13、電子拉力計(jì)Π 4、電子拉力計(jì)ΙΠ5、步進(jìn)電機(jī)12、液晶顯示器13、調(diào)節(jié)旋鈕14電路聯(lián)接。
[0018]本實(shí)用新型的力的合成與分解演示器，其具體使用方法如下:
[0019]開啟該裝置，裝置初始化完畢后，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)旋鈕14，通過處理器2控制電子量角器10的旋臂11旋轉(zhuǎn)，旋臂11帶動(dòng)滑輪18、滑輪Π 9沿滑槽7滑動(dòng)，改變F1、F2之間的夾角，最后平衡后得到電子拉力計(jì)13、電子拉力計(jì)Π4的測(cè)量值，的值以及夾角的具體角度，根據(jù)余弦定理得到F3的值，在此過程中，和夾角的值均顯示在液晶顯示器13上，可以通過不斷調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)旋鈕14改變之間的夾角依照力的合成分解原理來多次驗(yàn)證力的合成和分解。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.力的合成與分解演示器，是由殼體(1)、處理器(2)、電子拉力計(jì)1(3)、電子拉力計(jì)Π(4)和電子拉力計(jì)ΠΚ5)構(gòu)成，其特征在于殼體(1)內(nèi)安裝有處理器(2)、殼體(1)外固定有圓形的刻度盤(6)，該刻度盤(6)的環(huán)周設(shè)有與其同心的弧形的滑槽(7)、滑槽(7)內(nèi)于刻度盤(6)兩側(cè)各嵌有滑輪1(8)和滑輪Π (9);電子拉力計(jì)1(3)、電子拉力計(jì)Π (4)分別通過銷軸鉸接于滑槽(7)外兩側(cè)，電子拉力計(jì)ΠΚ5)固定于刻度盤(6)圓心與地面垂線的路徑上;與電子拉力計(jì)1(3)連接的彈性纖維和與電子拉力計(jì)Π (4)連接的彈性纖維分別繞過滑輪1(8)和滑輪Π (9)再與電子拉力計(jì)ΠΚ5)連接的彈性纖維相鉸接于刻度盤(6)圓心處;處理器(2)分別與電子拉力計(jì)1(3)、電子拉力計(jì)Π (4)和電子拉力計(jì)ΙΠ(5)電路聯(lián)接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的力的合成與分解演示器，其特征在于殼體(1)內(nèi)設(shè)有電子量角器(10)，該電子量角器(10)的兩條旋臂(11)分別與滑輪1(8)和滑輪Π (9)鉸接，兩條旋臂(11)的交點(diǎn)位于刻度盤(6)圓心處，且每條旋臂(11)均通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與步進(jìn)電機(jī)(12)傳動(dòng)配合，電子量角器(10)、步進(jìn)電機(jī)(12)均與處理器(2)電路聯(lián)接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的力的合成與分解演示器，其特征在于殼體(1)外設(shè)有液晶顯示器(13)、該液晶顯示器(13)與處理器(2)電路聯(lián)接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的力的合成與分解演示器，其特征在于殼體(1)外設(shè)有調(diào)節(jié)旋鈕(14)、該調(diào)節(jié)旋鈕(14)與處理器(2)電路聯(lián)接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的力的合成與分解演示器，其特征在于刻度盤(6)圓心處設(shè)有導(dǎo)輪(15)。
【專利摘要】本實(shí)用新型的力的合成與分解演示器，是由殼體、處理器、電子拉力計(jì)Ⅰ、電子拉力計(jì)Ⅱ和電子拉力計(jì)Ⅲ構(gòu)成，其特征在于殼體內(nèi)安裝有處理器、殼體外固定有圓形的刻度盤，該刻度盤的環(huán)周設(shè)有與其同心的弧形的滑槽、滑槽內(nèi)于刻度盤兩側(cè)各嵌有滑輪Ⅰ和滑輪Ⅱ；電子拉力計(jì)Ⅰ、電子拉力計(jì)Ⅱ分別通過銷軸鉸接于滑槽外兩側(cè)，電子拉力計(jì)Ⅲ固定于刻度盤圓心與地面垂線的路徑上；與電子拉力計(jì)Ⅰ連接的彈性纖維和與電子拉力計(jì)Ⅱ連接的彈性纖維分別繞過滑輪Ⅰ和滑輪Ⅱ再與電子拉力計(jì)Ⅲ連接的彈性纖維相鉸接于刻度盤圓心處。本實(shí)用新型操作過程自動(dòng)化程度高，便于教師演示和學(xué)生觀察，學(xué)生能夠快速、準(zhǔn)確地理解力的合成與分解的原理并掌握其應(yīng)用。
【IPC分類】G09B23/08
【公開號(hào)】CN205080802
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520892787
【發(fā)明人】周敬軒
【申請(qǐng)人】周敬軒
【公開日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年11月11日