[實用新型]力的合成和力的分解教學演示儀

無效

• 申請號: 200920144050.1
• 申請日: 2009-09-04
• 公開（公告）號: CN201489707U
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發明（設計）人: 朱福蘭
• 申請（專利權）人: 朱福蘭
• 主分類號: G09B23/10
• 分類號: G09B23/10
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 馬正良

技術領域

本實用新型涉及一種教學演示器，確切地說，涉及高中物理課程中力的合成與力的分解教學演示模板。

背景技術

目前，一般高中均采購了不同種類的“力的合成與分解試驗儀”，以圖1所示儀器為最多，但在教學中發現此種儀器存在以下不足：

①、該儀器只能演示合力和兩個分力的大小和方向，無法畫出直觀的圖形。所以，實驗者在試驗時只能將分力、合力的大小、方向轉移到黑板上或其它介質上，然后再畫出兩者之間的關系。這樣的操作方法不能保持實驗的連貫性，造成實驗結果誤差較大，不能正確驗證合力與分力之間的平行四邊形關系，學生對力的平行四邊形定則印象淡化，嚴重降低了實驗效果；

②、該儀器由于掛線造成的角度視差、匯力環的偏心和滑輪的靜摩擦大等因素，造成實驗結果誤差較大。同時在調整分力的方向時操作困難，需要反復調整才能確定分力夾角；

③、由于該儀器支撐部分不夠牢固，當兩分力數值相差較大時，儀器容易側翻。

除上述之外，在課堂上經常使用的還有力的合成與力的分解演示裝置如圖2所示，其由木板、繪圖紙、彈簧測力計、橡皮筋、細繩和圖釘等組成。

該裝置的操作方法為：小木板水平放置，其上的橡皮筋、細繩與彈簧測力計形成分力夾角，測力計度數即為分力大小，進而來驗證合力和分力之間存在的平行四邊形關系。經使用，該裝置在實際實驗教學過程中也存在以下不足：

①、該裝置只能水平放置，大部分學生無法宏觀地看到分力與合力之間的平行四邊形關系驗證過程，實驗效果不佳；

②、操作者不能單獨完成實驗，須多人配合方可進行；

③、力的大小完全由操作者控制，缺乏穩定性，數據偏差大，力的平行四邊形定則驗證精度低。

發明內容

鑒于上述現有實驗儀器在實際教學演示中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種力的合成和力的分解教學演示儀。通過應用本演示儀，可以驗證出不在同一直線上的兩個力的合力滿足平行四邊形定則，即采用形象的方式來解決抽象的力學問題，進而提高實驗教學的效果。

本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種力的合成和力的分解教學演示儀，是由示教板、滑輪調節器、中滑輪支架、鉤碼、量角器、匯力環、橡皮筋、細繩、連接環和匯力環調節柱構成。示教板上置有繪圖紙，預埋磁片，磁鐵吸附將量角器和繪圖紙均固定在示教板上，滑輪調節器分上、下兩組，分別由滑輪、滾動軸承、固定架、滑動架、滑輪支架、緊固螺栓和滑動槽組成。固定架的兩端分別用緊固螺栓將滑動架、滑輪支架固定在位置調整孔內，滑輪支架另一端連有滑輪，滑輪上墜有鉤碼，滑輪上裝有滾動軸承，并用固定螺釘緊固；滑動架另一端置于滑輪支架的滑動槽內，由調整螺釘緊固；匯力環調節柱設在示教板的最左端，兩段細繩分別與橡皮筋、連接環和匯力環連接起來，并將其一段細繩拴在匯力環調節柱上，另一段細繩掛鉤碼由匯力環繞過上、下兩組的滑輪；在示教板的最右端，設有中心滑輪支架，示教板底部置有支座。

本實用新型與現有技術相比，具有的優點和產生的有益效果是：

i、宏觀展示，操作方便，直接在繪圖紙上作圖：

本裝置采用磁鐵將繪圖紙直接固定在示教板上，不僅可以演示合力、分力的大小和方向，而且操作者還可以直接在繪圖紙上驗證分力與合力之間的平行四邊形關系，保持了實驗的連貫性，提高了實驗效率。

ii、設置滑輪調節器，擴大了分力夾角的實驗范圍：

上、下兩個滑輪調節器可根據實驗的要求，在示教板上、下三個螺孔處調整位置，可得到分力之間不同的夾角，經驗證，最大夾角為180°，最小夾角為40°。上、下兩個滑輪調節器的自旋轉角度均為270°；示教板右端設置一個360°旋轉可調式中心滑輪支架，中心滑輪隨著中心滑輪支架自旋轉角度同為360°；細繩掛鉤碼和匯力環調節柱連接。調整匯力環調節柱和中滑輪支架時，可使匯力環、中心滑輪、上、下滑輪保持在同一平面上。并且三個滑輪之間可以組合使用，可使分力之間夾角的實驗范圍得到擴大(可做15°～180°)。

滑動架和滑輪支架的組合，在轉動270°過程中，靈活自如，易操作，十分方便。滑輪支架中間的滑動槽，不僅使滑動架與滑輪支架保持配合，而且在擰緊調整螺釘后，起固定滑輪支架的作用。由于固定效果良好，所以在鉤碼的重力作用下，滑輪調節器不會移動和下垂，保持了實驗中分力之間的夾角角度不變。