力的合成与分解演示器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种中学物理教具，尤其涉及到一种力的合成与分解演示器。
【背景技术】
[0002]力学是高中物理入门课程和重要内容之一，是否学好力学不仅为以后的学习运动学打下良好的基础，还能够学习到有别于初中物理的分析问题、解决问题的方法，在力学中力的分解与合成涉及到向量、三角函数等一直是学习的重点，而以往的教学内容往往是通过教师在黑板上通过作图进行讲解，这种方式是一种灌输性的学习，无法让学生快速、准确地理解力的分解和合成的原理。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的就是为了克服上述问题，提供了一种力的合成与分解演示器。
[0004]本实用新型的力的合成与分解演示器，是由壳体、处理器、电子拉力计1、电子拉力计Π和电子拉力计m构成，其特征在于壳体内安装有处理器、壳体外固定有圆形的刻度盘，该刻度盘的环周设有与其同心的弧形的滑槽、滑槽内于刻度盘两侧各嵌有滑轮I和滑轮π;电子拉力计1、电子拉力计π分别通过销轴铰接于滑槽外两侧，电子拉力计m固定于刻度盘圆心与地面垂线的路径上；与电子拉力计I连接的弹性纤维和与电子拉力计π连接的弹性纤维分别绕过滑轮I和滑轮π再与电子拉力计m连接的弹性纤维相铰接于刻度盘圆心处；处理器分别与电子拉力计1、电子拉力计π和电子拉力计m电路联接。
[0005]作为本实用新型的进一步改进，壳体内设有电子量角器，该电子量角器的两条旋臂分别与滑轮I和滑轮π铰接，两条旋臂的交点位于刻度盘圆心处，且每条旋臂均通过传动机构与步进电机传动配合，电子量角器、步进电机均与处理器电路联接。
[0006]作为本实用新型的进一步改进，壳体外设有液晶显示器、该液晶显示器与处理器电路联接。
[0007]作为本实用新型的进一步改进，壳体外设有调节旋钮、该调节旋钮与处理器电路联接。
[0008]作为本实用新型的进一步改进，刻度盘圆心处设有导轮。
[0009]本实用新型的力的合成与分解演示器，其结构简单、操作过程自动化程度高，便于教师演示和学生观察，学生能够通过该力的合成与分解演示器快速、准确地理解力的合成与分解的原理并掌握其应用。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的力的合成与分解演示器的结构图；
[0011 ]图2为本实用新型的力的合成与分解演示器的模块图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本实用新型的力的合成与分解演示器，作进一步说明:
[0013]本实用新型的力的合成与分解演示器，是由壳体1、处理器2、电子拉力计13、电子拉力计Π 4和电子拉力计ΙΠ5构成。
[0014]如图1所示，其中壳体1外固定有圆形的刻度盘6，该刻度盘6的环周设有与其同心的弧形滑槽7，该滑槽7的弧度大于180°，设于刻度盘6的上方，并于刻度盘6的90°延长线处设有挡块;在滑槽7内于刻度盘6两侧各嵌有滑轮18和滑轮Π 9，滑轮为一大一小两个滑轮同轴构成的双层滑轮，大滑轮适配于滑槽7，能够嵌入滑槽7中自由滑动；电子拉力计13、电子拉力计Π 4分别通过销轴铰接于滑槽7外两侧，其具体安装位置为刻度盘6的0°和180°的延长线上，而电子拉力计ΙΠ5固定于刻度盘6圆心与地面垂线的路径上，即刻度盘6的270°延长线上;与电子拉力计13连接的弹性纤维和与电子拉力计Π 4连接的弹性纤维分别绕过滑轮I8和滑轮Π9再与电子拉力计ΙΠ5连接的弹性纤维相铰接于刻度盘圆心处；，为了保证交点位于圆心处，则刻度盘6圆心处设有导轮15，用于限制铰接交点移动范围。
[0015]在壳体1内设有与电子量角器10，该电子量角器10通过两条旋臂的旋转来测得两条旋臂之间的相对角度，两条旋臂11分别与滑轮18和滑轮Π9铰接，两条旋臂11的交点位于刻度盘6圆心处，且每条旋臂11均通过传动机构与步进电机12传动配合，由于弹性纤维是与滑轮相切的，则测量得的间的角度要小于电子量角器10所测得的值，可以通过事先多次调试求得误差值，并存入运行程序中。
[0016]壳体1外设有液晶显示器13和调节旋钮14，液晶显示器13用于显示力的值、角度；调节旋钮14用于调节步进电机12带动电子量角器10，进而调节^、内之间的角度。
[0017]壳体1内安装有处理器2，处理器2分别与电子拉力计13、电子拉力计Π 4、电子拉力计ΙΠ5、步进电机12、液晶显示器13、调节旋钮14电路联接。
[0018]本实用新型的力的合成与分解演示器，其具体使用方法如下:
[0019]开启该装置，装置初始化完毕后，调节调节旋钮14，通过处理器2控制电子量角器10的旋臂11旋转，旋臂11带动滑轮18、滑轮Π 9沿滑槽7滑动，改变F1、F2之间的夹角，最后平衡后得到电子拉力计13、电子拉力计Π4的测量值，的值以及夹角的具体角度，根据余弦定理得到F3的值，在此过程中，和夹角的值均显示在液晶显示器13上，可以通过不断调节调节旋钮14改变之间的夹角依照力的合成分解原理来多次验证力的合成和分解。
【主权项】
1.力的合成与分解演示器，是由壳体(1)、处理器(2)、电子拉力计1(3)、电子拉力计Π(4)和电子拉力计ΠΚ5)构成，其特征在于壳体(1)内安装有处理器(2)、壳体(1)外固定有圆形的刻度盘(6)，该刻度盘(6)的环周设有与其同心的弧形的滑槽(7)、滑槽(7)内于刻度盘(6)两侧各嵌有滑轮1(8)和滑轮Π (9);电子拉力计1(3)、电子拉力计Π (4)分别通过销轴铰接于滑槽(7)外两侧，电子拉力计ΠΚ5)固定于刻度盘(6)圆心与地面垂线的路径上;与电子拉力计1(3)连接的弹性纤维和与电子拉力计Π (4)连接的弹性纤维分别绕过滑轮1(8)和滑轮Π (9)再与电子拉力计ΠΚ5)连接的弹性纤维相铰接于刻度盘(6)圆心处;处理器(2)分别与电子拉力计1(3)、电子拉力计Π (4)和电子拉力计ΙΠ(5)电路联接。2.根据权利要求1所述的力的合成与分解演示器，其特征在于壳体(1)内设有电子量角器(10)，该电子量角器(10)的两条旋臂(11)分别与滑轮1(8)和滑轮Π (9)铰接，两条旋臂(11)的交点位于刻度盘(6)圆心处，且每条旋臂(11)均通过传动机构与步进电机(12)传动配合，电子量角器(10)、步进电机(12)均与处理器(2)电路联接。3.根据权利要求1所述的力的合成与分解演示器，其特征在于壳体(1)外设有液晶显示器(13)、该液晶显示器(13)与处理器(2)电路联接。4.根据权利要求1所述的力的合成与分解演示器，其特征在于壳体(1)外设有调节旋钮(14)、该调节旋钮(14)与处理器(2)电路联接。5.根据权利要求1所述的力的合成与分解演示器，其特征在于刻度盘(6)圆心处设有导轮(15)。
【专利摘要】本实用新型的力的合成与分解演示器，是由壳体、处理器、电子拉力计Ⅰ、电子拉力计Ⅱ和电子拉力计Ⅲ构成，其特征在于壳体内安装有处理器、壳体外固定有圆形的刻度盘，该刻度盘的环周设有与其同心的弧形的滑槽、滑槽内于刻度盘两侧各嵌有滑轮Ⅰ和滑轮Ⅱ；电子拉力计Ⅰ、电子拉力计Ⅱ分别通过销轴铰接于滑槽外两侧，电子拉力计Ⅲ固定于刻度盘圆心与地面垂线的路径上；与电子拉力计Ⅰ连接的弹性纤维和与电子拉力计Ⅱ连接的弹性纤维分别绕过滑轮Ⅰ和滑轮Ⅱ再与电子拉力计Ⅲ连接的弹性纤维相铰接于刻度盘圆心处。本实用新型操作过程自动化程度高，便于教师演示和学生观察，学生能够快速、准确地理解力的合成与分解的原理并掌握其应用。
【IPC分类】G09B23/08
【公开号】CN205080802
【申请号】CN201520892787
【发明人】周敬轩
【申请人】周敬轩
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年11月11日