專利名稱：向量與矢量演示儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種教具，尤其是涉及一種數(shù)學向量運算和物理學矢量合成分解的教學
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背景技術：
在數(shù)學領域，把既有大小又有方向的量稱為向量。向量是近代數(shù)學中重要和基本概念之 一，可將全等、平行、相似、垂直、勾股定理等圖形的基本性質(zhì)轉(zhuǎn)化為向量的運算體系，向 量的加、減、數(shù)乘及數(shù)量積均遵從平行四邊形法則。
在物理學領域，把既有大小又有方向的量稱為矢量。力、位移、速度、加速度、電場強 度、磁感應強度都是矢量，矢量的合成分解遵從平行四邊形定則。
在上述學科相關內(nèi)容的教學過程中，通常采用圖解法講解，教師們一般列舉幾種特殊夾 角和典型比例的平行四邊形進行定性分析，這種孤立的靜態(tài)分析不僅花費了較多的作圖時間， 而且無法讓學生了解其動態(tài)變化的過程及其變化的規(guī)律。
公告號為CN2189769的中國專利公開一種多功能矢量合成、分解演示器，特別適應于教 學的平行四邊形法則演示器，各矢量線段及輔助線段均標在劍形尺和劍鞘尺插套結構上，推 拉各線段時長度可變，附加量角器時可顯示其間的夾角度數(shù)。該實用新型在數(shù)學教學中可演 示向量運算的平行四邊形、三角形法則及復數(shù)的向量表示法，可進行任意四邊形、三角形、 雙疊三角形的造型；在物理教學中可演示速度、位移、力、加速度等矢量的合成與分解。
公告號為CN2362170的中國專利提供一種矢量演示儀，由代表合力的木條、己知分力的 木條、未知分力的木條和連接木條組成，己知分力木條、未知分力木條和連接木條上均開有 導向槽，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連接， 穿過上述各木條導向槽并在其相交處各有一導向裝置?？裳菔疽阎至B續(xù)變化情況下未知 分力大小和方向。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種可演示向量(矢量)合成(分解)，可全方位連續(xù)顯示向量 (矢量)合成(分解)中分量和合量的大小和方向，且可多級調(diào)整兩個分量之間的比值的向 量與矢量演示儀。本實用新型設有底座、面板、上支桿、下支桿、左支桿、右支桿、拉桿、上左轉(zhuǎn)軸、上 右轉(zhuǎn)軸、下左轉(zhuǎn)軸、下右轉(zhuǎn)軸、上箭頭、中箭頭和下箭頭。在面板的左側(cè)設有10道遞增1個 單位長度的同心圓弧標記及0° 180°角度標記，面板的右側(cè)設有20道遞增1個單位長度 的同心圓弧標記，上支桿、下支桿、左支桿和右支桿兩端軸孔的距離為IO個單位長度，其中 左支桿和右支桿在兩端軸孔之間均勻設有9個軸？L面板豎直固定在底座的正上方，上支桿、 下支桿、左支桿和右支桿4根支桿的兩端分別通過上左轉(zhuǎn)軸、上右轉(zhuǎn)軸、下左轉(zhuǎn)軸和下右轉(zhuǎn) 軸4個轉(zhuǎn)軸連接形成平行四邊形，其中下左轉(zhuǎn)軸和下右轉(zhuǎn)軸直接與面板連接；拉桿的底端與 下左轉(zhuǎn)軸連接，拉桿的末端與上右轉(zhuǎn)軸連接，成為平行四邊形的對角線；上箭頭、中箭頭和 下箭頭分別通過上左轉(zhuǎn)軸、上右轉(zhuǎn)軸和下右轉(zhuǎn)軸連接并卡在左支桿、拉桿和下支桿對應的末 端。若需調(diào)整二個分量比值，可將上支桿及拉桿的末端平行下移，并通過上左轉(zhuǎn)軸、上右轉(zhuǎn) 軸與左支桿、右支桿上相互對應的軸孔連接。
使用時，根據(jù)已知條件調(diào)整左支桿、右支桿的長度對應的軸孔和水平夾角，左支桿代表 一個分量的大小和方向；下支桿水平固定在面板上，代表另一個分量的大小和方向；拉桿為 平行四邊形的對角線，長度可隨平行四邊形的形狀改變而伸縮，其長度和水平夾角代表合量 的大小和方向。二個分量的大小和方向、合量的大小和方向均可從面板的角度標記和同心圓 弧標記中得到答案。本實用新型可從二個已知分量求出合量的大小和方向，亦可從一個已知 合量和一個已知分量求出另一個分量的大小和方向，并且能夠隨著夾角的變化把三者之間的 關系連續(xù)地、定量地反映出來。
本實用新型能把眾多的平面圖形通過一個實物的動態(tài)變化而得以展現(xiàn)，在數(shù)學向量運算 和物理學矢量合成分解教學中，能夠加深學生對知識點的理解和掌握，具有結構簡單、操作 方便、直觀性強、連續(xù)變化、定量分析等特點。


圖1為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式

如圖1所示，本實用新型實施例的面板2豎直固定在底座1的正上方。面板2的左側(cè)有 10道按2cm遞增的同心圓弧標記21及0° 180°角度標記22，面板2的右側(cè)有20道按2cm 遞增的同心圓弧標記23。上支桿3、下支桿4、左支桿5和右支桿6兩端軸孔的距離均為20cm， 并通過上左轉(zhuǎn)軸81、上右轉(zhuǎn)軸82、下左轉(zhuǎn)軸83和下右轉(zhuǎn)軸84連接形成平行四邊形，其中下 左轉(zhuǎn)軸83、下右轉(zhuǎn)軸84直接與面板2連接。拉桿7的底端與下左轉(zhuǎn)軸83連接，其未端與上 右轉(zhuǎn)軸82連接。上箭頭91通過上左轉(zhuǎn)軸81連接卡在左支桿5的末端，中箭頭92通過上右 轉(zhuǎn)軸82連接并卡在拉桿7的末端、下箭頭93通過下右轉(zhuǎn)軸84連接并卡在下支桿4的末端。 左支桿5、右支桿6除兩端外還分布著9個間隔2cm的軸孔10。
權利要求1. 向量與矢量演示儀，其特征在于設有底座、面板、上支桿、下支桿、左支桿、右支桿、拉桿、上左轉(zhuǎn)軸、上右轉(zhuǎn)軸、下左轉(zhuǎn)軸、下右轉(zhuǎn)軸、上箭頭、中箭頭和下箭頭，在面板的左側(cè)設有10道遞增1個單位長度的同心圓弧標記及0°～180°角度標記，面板的右側(cè)設有20道遞增1個單位長度的同心圓弧標記，上支桿、下支桿、左支桿和右支桿兩端軸孔的距離為10個單位長度，其中左支桿和右支桿在兩端軸孔之間均勻設有9個軸孔；面板豎直固定在底座的正上方，上支桿、下支桿、左支桿和右支桿4根支桿的兩端分別通過上左轉(zhuǎn)軸、上右轉(zhuǎn)軸、下左轉(zhuǎn)軸和下右轉(zhuǎn)軸4個轉(zhuǎn)軸連接形成平行四邊形，其中下左轉(zhuǎn)軸和下右轉(zhuǎn)軸直接與面板連接；拉桿的底端與下左轉(zhuǎn)軸連接，拉桿的末端與上右轉(zhuǎn)軸連接，成為平行四邊形的對角線；上箭頭、中箭頭和下箭頭分別通過上左轉(zhuǎn)軸、上右轉(zhuǎn)軸和下右轉(zhuǎn)軸連接并卡在左支桿、拉桿和下支桿對應的末端。
專利摘要向量與矢量演示儀，涉及一種教具。提供一種可演示向量(矢量)合成(分解)，可全方位連續(xù)顯示向量(矢量)合成(分解)中分量和合量的大小和方向，且可多級調(diào)整兩個分量之間的比值的向量與矢量演示儀。設有底座、面板、上下左右4根支桿、拉桿、上左轉(zhuǎn)軸、上右轉(zhuǎn)軸、下左轉(zhuǎn)軸、下右轉(zhuǎn)軸、上中下3根箭頭。在面板左側(cè)設10道遞增1個單位長度的同心圓弧及角度標記，面板右側(cè)設20道遞增1個單位長度的同心圓弧標記，4根支桿兩端軸孔距離為10個單位長度，4根支桿兩端經(jīng)4個轉(zhuǎn)軸連接成平行四邊形，拉桿分別接下左轉(zhuǎn)軸和上右轉(zhuǎn)軸成平行四邊形的對角線；3根箭頭經(jīng)上左、上右和下右轉(zhuǎn)軸連接并卡在左支桿、拉桿和下支桿對應的末端。
文檔編號G09B23/02GK201233671SQ20082010328
公開日2009年5月6日 申請日期2008年8月4日 優(yōu)先權日2008年8月4日
發(fā)明者張娟娟, 黃建通 申請人:張娟娟