一种力的合成与分解演示教学装置的制作方法

本实用新型涉及物理演示教学用具技术领域，尤其涉及一种力的合成与分解演示教学装置。

背景技术：

力学是物理学中的重点知识，力的合成与分解是学习力学的基础，力的合成是已知几个力求合力的过程，力的分解是已知一个力求分力的过程，如果几个力共同作用在物体上的效果与一个力单独作用在物体上的效果相同，把这一个力角做几个力的合力，把几个力叫做这一个力的分力，力的合成与分解遵循平行四边形法则。由于力的合成与分解比较抽象，不能直观的观察，老师在讲解力的合成与分解时只通过简单的图形、教具演示和叙述，不能对实物所涉及的力进行测量，这种方式很难能让学生产生直观的概念，不能使学生准确和有效的理解力的合成与分解的本质。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供了一种力的合成与分解演示教学装置，采用在支架的滑道上设置了第一滑块和第二滑块，滑道的两端设置了第三滑轮和第四滑轮，第一滑块和第二滑块上分别有第一滑轮和第二滑轮；支架上设置了弹簧测力计和角度盘，用第一细绳连接角度盘，经过第一滑轮和第三滑轮与第一砝码连接；用第二细绳连接角度盘，经过第二滑轮与第四滑轮与第二砝码连接的结构解决了学生在学习力的合成与分解时，不能直观的观察，加上老师在讲解力的合成与分解时只有简单的图形、教具演示和叙述，不能对实物所涉及的力进行测量，这种方式很难能让学生产生直观的概念，不能使学生准确和有效的理解力的合成与分解本质的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：包括底板，所述的底板的上方设置了支架，所述的支架两边侧面上有缺口，所述的支架上方有挂环，所述的挂环下方设置了弹簧测力计，上述的挂环与弹簧测力计通过挂钩连接；所述的弹簧测力计下方设置了角度盘，上述的底板与支架通过螺栓连接；所述的支架下部有两条对称的横穿支架的滑道，所述的滑道两端设置了第三滑轮和第四滑轮，所述的滑道下表面有第一齿条，上述的第三滑轮和第四滑轮与滑道通过螺栓连接；所述的滑道上设置了结构相同的第一滑块和第二滑块，所述的第一滑块上方有第一滑轮，所述的第二滑块上方有第二滑轮，上述的第一滑块和第二滑块与滑道滑动配合。

进一步优化本技术方案，所述的角度盘中心位置有立柱，所述的立柱上环绕有t型的凹槽，所述的凹槽中设置了第一挂耳、第二挂耳和第三挂耳，所述的第一挂耳、第二挂耳和第三挂耳与立柱滑动配合，上述的弹簧测力计与第三挂耳通过挂钩连接；所述的角度盘上设置了第一细绳和第二细绳，所述的第一细绳一端与第一挂耳通过挂钩连接，所述的第一细绳经过第一滑轮和第三滑轮，所述的第一细绳另一端设置了第一挂码，上述的第一细绳与第一挂码通过挂钩连接；所述的第二细绳一端与第二挂耳通过挂钩连接，所述的第二细绳经过第二滑轮和第四滑轮，所述的第二细绳另一端设置第二挂码，上述的第二细绳与第二挂码通过挂钩连接。

进一步优化本技术方案，所述的第一滑块的下部设置了第一传动杆，所述的第一传动杆贯穿第一滑块，上述的第一传动杆与第一滑块通过轴承连接；所述的第一传动杆上设置了第一齿轮，所述的第一齿轮与第一齿条啮合，上述的第一齿轮与第一传动杆通过键连接；所述的第一传动杆一端设置了第一转盘，所述的第一转盘与第一传动杆通过键连接；所述的第一滑块下部侧边上有第一锁止机构；所述的第二滑块上设置了第二传动杆、第二齿轮、第二转盘和第二锁止机构的连接方式和结构与第一滑块相同。

进一步优化本技术方案，所述的第一锁止机构包括第一底座，所述的第一底座上表面有第一横架，第一横架上有第一固定轴，所述的第一横架上设置了第一锁止块，所述的第一锁止块上有第二齿条，上述的第一锁止块与第一固定轴通过轴承连接；所述的第一底座上表面中心位置有第一弹簧，所述的第一底座上表面有第一挡板，所述的第二锁止机构包括的第二底座、第二横架、第二固定轴、第二锁止块、第三齿条、第二弹簧和第二挡板的连接方式与结构与第一锁止机构相同。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：1、角度盘上的设置了第一挂耳、第二挂耳和第三挂耳，此结构有利的保证了可以从三个不同的方向拉动角度盘；2、挂环下方设置了弹簧测力计，此结构有利的保证了可以看出第一细绳和第二细绳对角度盘合力；3、弹簧测力计下方设置了角度盘，此结构有利的保证了可以看出第一细绳和第二细绳之间的角度；4、滑道上设置了结构相同的第一滑块和第二滑块，此结构有利的保证了通过调整第一滑块或第二滑块的位置来调整第一细绳和第二细绳之间的角度；5、第一齿轮和第二齿轮与第一齿条啮合，此结构有利的保证了通过转动第一转盘或第二转盘调整第一滑块或第二滑块的位置；6、第一滑块或第二滑块的下部侧边上有第一锁止机构或第二锁止机构，此结构有利的保证了可以将第一滑块或第二滑块固定在某个位置。

附图说明

图1为一种力的合成与分解演示教学装置的整体结构示意图。

图2为一种力的合成与分解演示教学装置的部分结构示意图。

图3为一种力的合成与分解演示教学装置的角度盘结构示意图。

图4为一种力的合成与分解演示教学装置的锁止装置示意图。

图5为一种力的合成与分解演示教学装置的局部示意图。

图中：1、底板；2、弹簧测力计；3、角度盘；101、支架；102、缺口；103、挂环；104、滑道；105、第三滑轮；106、第四滑轮；107、第一齿条；108、第一滑块；109、第二滑块；110、第一滑轮；111、第二滑轮；112、第一传动杆；113、第一齿轮；114、第一转盘；115、第一锁止机构；116、第二传动杆；117、第二齿轮；118、第二转盘；119、第二锁止机构；120、第一底座；121、第一横架；122、第一固定轴；123、第一锁止块；124、第二齿条；125、第一弹簧；126、第一挡板；127、第二底座；128、第二横架；129、第二固定轴；130、第二锁止块；131、第三齿条；132、第二弹簧；133、第二挡板；301、立柱；302、凹槽；303、第一挂耳；304、第二挂耳；305、第三挂耳；306、第一细绳；307、第二细绳；308、第一挂码；309、第二挂码。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

具体实施方式一：结合图1-5所示，包括底板1，所述的底板1的上方设置了支架101，所述的支架101两边侧面上有缺口102，所述的支架101上方有挂环103，所述的挂环103下方设置了弹簧测力计2，上述的挂环103与弹簧测力计2通过挂钩连接；所述的弹簧测力计2下方设置了角度盘3，上述的底板1与支架101通过螺栓连接；所述的支架101下部有两条对称的横穿支架101的滑道104，所述的滑道104两端设置了第三滑轮105和第四滑轮106，所述的滑道104下表面有第一齿条107，上述的第三滑轮105和第四滑轮106与滑道104通过螺栓连接；所述的滑道104上设置了结构相同的第一滑块108和第二滑块109，所述的第一滑块108上方有第一滑轮110，所述的第二滑块109上方有第二滑轮111，上述的第一滑块108和第二滑块109与滑道104滑动配合；所述的角度盘3中心位置有立柱301，所述的立柱301上环绕有t型的凹槽302，所述的凹槽302中设置了第一挂耳303、第二挂耳304和第三挂耳305，所述的第一挂耳303、第二挂耳304和第三挂耳305与立柱301滑动配合，上述的弹簧测力计2与第三挂耳305通过挂钩连接；所述的角度盘3上设置了第一细绳306和第二细绳307，所述的第一细绳306一端与第一挂耳303通过挂钩连接，所述的第一细绳306经过第一滑轮110和第三滑轮105，所述的第一细绳306另一端设置了第一挂码308，上述的第一细绳306与第一挂码308通过挂钩连接；所述的第二细绳307一端与第二挂耳304通过挂钩连接，所述的第二细绳307经过第二滑轮111和第四滑轮106，所述的第二细绳307另一端设置第二挂码309，上述的第二细绳307与第二挂码309通过挂钩连接；所述的第一滑块108的下部设置了第一传动杆112，所述的第一传动杆112贯穿第一滑块108，上述的第一传动杆112与第一滑块108通过轴承连接；所述的第一传动杆112上设置了第一齿轮113，所述的第一齿轮113与第一齿条107啮合，上述的第一齿轮113与第一传动杆112通过键连接；所述的第一传动杆112一端设置了第一转盘114，所述的第一转盘114与第一传动杆112通过键连接；所述的第一滑块108下部侧边上有第一锁止机构115；所述的第二滑块109上设置了第二传动杆116、第二齿轮117、第二转盘118和第二锁止机构119的连接方式和结构与第一滑块108相同；所述的第一锁止机构115包括第一底座120，所述的第一底座120上表面有第一横架121，第一横架121上有第一固定轴122，所述的第一横架121上设置了第一锁止块123，所述的第一锁止块123上有第二齿条124，上述的第一锁止块123与第一固定轴122通过轴承连接；所述的第一底座120上表面中心位置有第一弹簧125，所述的第一底座120上表面有第一挡板126，所述的第二锁止机构119包括的第二底座127、第二横架128、第二固定轴129、第二锁止块130、第三齿条131、第二弹簧132和第二挡板133的连接方式与结构与第一锁止机构115相同。

使用时，步骤一，如图1-5所示，使用本装置教学演示时转动第一转盘114或第二转盘118，这时第一齿轮113或第二齿轮117也开始转动，同时带动第一滑块108或第二滑块109在滑道104上移动，第一细绳306与第二细绳307的夹角也会变化，从角度盘3上可以读出夹角的度数，角度盘3的重力为f4,当夹角为α时，把第一锁止块123和第二锁止块130分别移出第一挡板126和第二挡板133，第一挡板126和第二挡板133分别在第一弹簧125和第二弹簧132的作用下向上转动，第二齿条124和第三齿条131会与第一齿条107啮合，限制第一滑块108和第二滑块109移动,再在第一挂码308和第二挂码309上分别添加挂码，第一挂码308和添加的砝码的总重力为f1，第二挂码309和添加的挂码总重量为f2，弹簧测力计2的示数为f，根据力的合成公式,f1与f2的合力f3=，最终会的到f3+f4=f。

步骤二，如图1-5所示，当f1与f2大小不变，通过步骤一中的方法移动第一滑块108或第二滑块109使α发生变化，当α增大时合力弹簧测力计2的示数f会减小，可以得到合力f3也会减小。当α减小时合力弹簧测力计2的示数f会增大，可以得到合力f3也会增大；当f1或者f2增大时，弹簧测力计2的示数f会增大，得到合力f3也会增大，当f1或者f2减小时，弹簧测力计2的示数f会减小，得到合力f3也会减小。

本实用新型的控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，属于本领域的公知常识，并且本实用新型主要用来保护机械设置，所以本实用新型不再详细解释控制方式和电路连接。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

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