專利名稱：矢量演示儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于教學(xué)領(lǐng)域的演示儀，特別是一種用于演示矢量動(dòng)態(tài)變化情況的演示儀。
高中物理教學(xué)中常常面對這樣一個(gè)問題，即如何把“力”這一矢量直觀地講解給學(xué)生們聽，幫助他們正確地加以理解。最常見的情況是已知合力和其中一個(gè)分力，求出另一個(gè)分力的大小和方向。由于矢量的特殊性，其已知分力的方向可以任意變化，而目前的教學(xué)方法只能是在黑板上進(jìn)行分解求得，因此隨著已知分力角度的不斷變化，就需要畫出不同的力的分解圖，這樣增加了教師的勞動(dòng)量。同時(shí)畫圖使已知分力每次只能取某一固定值，不能演示已知分力取值連續(xù)變化情況下未知分力的大小和方向，使學(xué)生學(xué)習(xí)起來也不方便、不直觀，效果也不理想。經(jīng)過檢索發(fā)現(xiàn)，沒有相同或相似的儀器申報(bào)專利。
本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠演示矢量動(dòng)態(tài)變化情況的矢量演示儀。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型由安裝在木板上的一個(gè)代表合力的木條、兩個(gè)代表已知分力的木條、兩個(gè)代表未知分力的木條和一個(gè)連接木條組成，其中合力木條固定在木板上，一個(gè)已知分力木條和一個(gè)未知分力木條與合力木條的一端活動(dòng)連接，另一個(gè)已知分力木條和未知分力木條與合力木條的另一端活動(dòng)連接，其特別之處在于兩個(gè)已知分力木條、兩個(gè)未知分力木條和連接木條上均開有導(dǎo)向槽，已知分力木條與未知分力木條分別相交成平行四邊形，穿過已知分力木條與未知分力木條的導(dǎo)向槽并在兩分力相交處各有一個(gè)導(dǎo)向裝置，連接木條的中部與合力木條的中部活動(dòng)連接，其導(dǎo)向槽與兩個(gè)導(dǎo)向裝置活動(dòng)連接，合力木條的長度小于每一個(gè)已知分力木條的導(dǎo)向槽長度，合力木條與一個(gè)已知分力木條導(dǎo)向槽的長度之和小于每一個(gè)未知分力木條的導(dǎo)向槽長度。
上述矢量演示儀在兩個(gè)已知分力木條上自活動(dòng)連接一端至已知合力木條長度處各有一標(biāo)記。
采用上述結(jié)構(gòu)的矢量演示儀，由于已知分力的大小和方向可根據(jù)需要隨意確定，并且可同時(shí)得到未知分力的大小和方向，可連續(xù)演示力的變化情況，直觀性強(qiáng)，減少了教師的勞動(dòng)量，便于學(xué)生加深理解；同時(shí)由于結(jié)構(gòu)簡單，成本很低，因而適合教學(xué)需要。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作一詳細(xì)的說明。


圖1為本實(shí)用新型的主視圖。
首先將代表已知大小和方向的合力木條2用兩個(gè)螺釘垂直固定在木板1上，然后將代表已知大小和方向的兩個(gè)分力木條3和3′分別套在合力木條2兩端的螺釘上并能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。在每個(gè)已知分力木條的導(dǎo)向槽下面各有一個(gè)自下而上伸出導(dǎo)向槽的螺栓，該螺栓通過螺母擰緊。再將兩個(gè)代表未知大小和方向的分力木條4和4′分別套在合力木條2兩端的螺釘上并能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。將未知分力木條4和4′上的導(dǎo)向槽分別穿已知分力木條3和3′上的螺栓，構(gòu)成平行四邊形，將連接木條5的中部用帶有釘子的木塞卡在已知合力的中部并能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)將其導(dǎo)向槽穿過兩個(gè)螺栓。為能夠演示已知分力的大小等于、大于和小于已知合力大小這三種情況，要使每一個(gè)已知分力木條導(dǎo)向槽的長度大于已知合力木條2的長度，并在已知分力木條3和3′上自活動(dòng)連接端至已知合力木條長度處作一標(biāo)記，同時(shí)要使每一個(gè)未知分力木條導(dǎo)向槽的長度大于一個(gè)已知分力木條導(dǎo)向槽和已知合力木條的長度之和。
使用時(shí)，可根據(jù)不同情況取已知分力的大小和方向，附圖所示為已知分力的大小小于已知合力的大小情況下的未知分力示意圖，轉(zhuǎn)動(dòng)已知分力木條，使已知分力木條、未知分力木條和連接木條通過螺栓導(dǎo)向，沿著各自的導(dǎo)向槽移動(dòng)，直觀地觀察到未知分力的大小和方向，以及與已知合力和已知分力的夾角變化情況。需要演示已知分力與已知合力的大小相同時(shí)的未知分力時(shí)，可將兩個(gè)已知分力木條上的螺母松開，移動(dòng)螺栓至標(biāo)記處擰緊即可。以此類推，當(dāng)螺栓移至標(biāo)記外時(shí)，可演示已知分力的大小大于已知合力大小時(shí)的未知分力的大小和方向。
權(quán)利要求1.一種矢量演示儀，由安裝在木板(1)上的一個(gè)代表合力的木條(2)、兩個(gè)代表已知分力的木條(3、3′)、兩個(gè)代表未知分力的木條(4、4′)和一個(gè)連接木條(5)組成，其中合力木條(2)固定在木板(1)上，一個(gè)已知分力木條(3)和一個(gè)未知分力木條(4)與合力木條(2)的一端活動(dòng)連接，另一個(gè)已知分力木條(3′)和未知分力木條(4′)與合力木條(2)的另一端活動(dòng)連接，其特征是兩個(gè)已知分力木條(3、3′)、兩個(gè)未知分力木條(4、4′)和連接木條(5)上均開有導(dǎo)向槽，已知分力木條(3、3′)與未知分力木條(4、4′)分別相交成平行四邊形，穿過已知分力木條(3、3′)與未知分力木條(4、4′)的導(dǎo)向槽并在兩分力相交處各有一個(gè)導(dǎo)向裝置，連接木條(5)的中部與合力木條(2)的中部活動(dòng)連接，其導(dǎo)向槽與兩個(gè)導(dǎo)向裝置活動(dòng)連接，合力木條(2)的長度小于每一個(gè)已知分力木條的導(dǎo)向槽長度，合力木條(2)與一個(gè)已知分力木條導(dǎo)向槽的長度之和小于每一個(gè)未知分力木條的導(dǎo)向槽長度。
2.如權(quán)利要求1所述的矢量演示儀，其特征是在兩個(gè)已知分力木條(3、3′)上自活動(dòng)連接一端至已知合力木條長度處各有一標(biāo)記。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種矢量演示儀,由代表合力的木條、已知分力的木條、未知分力的木條和連接木條組成,已知分力木條、未知分力木條和連接木條上均開有導(dǎo)向槽,合力木條固定在木板上,已知分力木條、未知分力木條與合力木條活動(dòng)連接,已知分力木條與未知分力木條分別相交成平行四邊形,連接木條中部與合力木條中部活動(dòng)連接,穿過上述各木條導(dǎo)向槽并在其相交處各有一導(dǎo)向裝置?？裳菔疽阎至B續(xù)變化情況下未知分力大小和方向。
文檔編號G09B23/00GK2362170SQ9921997
公開日2000年2月2日 申請日期1999年2月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月10日
發(fā)明者梁吉峰, 李磊 申請人:梁吉峰, 李磊