專利名稱：斜面上物體受力分析演示儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種斜面上物體受力分析演示儀，屬于教學(xué)用具。
靜止在斜面上物體的受力分析是中學(xué)物理課中一項重要內(nèi)容，教師在授課時，通常是采用圖解分析法，在黑板上畫物體受力分析圖，從數(shù)學(xué)角度進行分析，此法即浪費時間，又不能讓學(xué)生直觀地了解到隨著斜面傾角θ的變化，物體重力mg沿斜面下滑的力F1＝mgsinθ和垂直于斜面壓緊斜面的力F2＝mgcosθ以及斜面對物體的支持力N和靜摩擦力F的變化趨勢和大小，即采用圖解的方法缺乏連續(xù)性和直觀性。
本實用新型的目的在于提供一種能連續(xù)地反映上述各力隨斜面傾斜角θ的變化趨勢，并能直觀地體現(xiàn)各力的大小和方向的斜面上物體受力分析演示儀，以克服上述之不足。
本實用新型提出的斜面上物體受力分析演示儀由底板、面板、指針、斜面構(gòu)件和水平構(gòu)件組成。在底板上畫兩個直徑等于指針長度(指針圓點至指針未端的距離)的外切圓，兩外切圓圓心所在的直線垂直于底板底邊。在面板上開設(shè)有兩條互相垂直的十字形細(xì)槽，其中一條細(xì)槽平行于面板的底邊。將斜面構(gòu)件固定在面板的底邊邊緣，斜面構(gòu)件的一端與水平構(gòu)件的一端鉸鏈。上述指針、面板、底板通過軸銷依次穿過指針的圓點、面板上十字形細(xì)槽的交點及底邊上兩外切圓的切點，并將指針、面板、底板連接在一起。面板可繞軸銷轉(zhuǎn)動，指針相對底板固定并垂直指向底板的底邊。同時，上述底板在上述兩外切圓的公切線上以距離切點的長度等于水平構(gòu)件長度的點為圓心，以水平構(gòu)件與斜面構(gòu)件鉸鏈的中心至切點的距離為半徑的圓上開設(shè)有一段圓弧限位滑槽。上述水平構(gòu)件的另一端通過上述圓弧限位滑槽上的旋紐固定在底板上，并可沿圓弧限位滑槽滑動。通過圓弧限位槽上旋紐可使面板及斜面構(gòu)件繞軸銷靈活轉(zhuǎn)動并控制斜面傾角θ的大小。
本實用新型斜面上物體受力分析演示儀利用軸銷、面板、斜面構(gòu)件、水平構(gòu)件及圓弧限位滑槽的連動關(guān)系，直觀地、連續(xù)地反映斜面傾角θ變化時斜面上物體重力、重力的分解及支持力和摩擦力的變化關(guān)系，并能準(zhǔn)確地體現(xiàn)各力大小和方向。同時斜面上物體受力分析演示儀具有結(jié)構(gòu)簡單、合理等優(yōu)點。
以下結(jié)合附圖
及實施例對本實用新型作進一步描述。
附圖為斜面上物體受力分析演示儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
參照附圖，斜面上物體受力分析演示儀由底板1、面板2、指針3、斜面構(gòu)件4和水平構(gòu)件5組成。在底板1上畫有兩個直徑等于指針3長度(指針3圓點至指針3未端的距離)的外切圓7、8，兩外切圓7、8圓心的連線垂直于底板1的底邊，同時在兩外切圓7、8外畫一個包絡(luò)圓9。斜面構(gòu)件4固定在面板2的正下邊緣，并與水平構(gòu)件5在左端處鉸鏈。在面板2上通過面板2的中心點左右和上下各開設(shè)一條平行于斜面構(gòu)件4和一條垂直于斜面構(gòu)件4的細(xì)槽，細(xì)槽不宜太寬。上、下及左細(xì)槽的長度等于指針長度，右細(xì)槽的長度等于指針長度的0.7倍。指針3、面板2、底板1通過軸銷10依次穿過指針3的圓點、面板2的中心點及底邊1上兩外切圓7、8的切點連接在一起。面板2可能軸銷10轉(zhuǎn)動，指針3相對底板1固定并垂直指向底板1的底邊。在水平構(gòu)件5的右端處位置下，在底板1上開設(shè)一條圓弧限位滑槽11。該圓弧限位滑槽11是這樣確定的，以兩外切圓7、8的公切線右邊距切點的距離等于水平構(gòu)件5長度的點為圓心，以兩細(xì)槽交叉點至斜面構(gòu)件4及水平構(gòu)件5的鉸鏈中心的距離為半徑的一段圓弧。水平均件5的右端通過圓弧限位滑槽11上的旋紐6固定在底板1上，并可沿圓弧限位滑槽11滑動。通過圓弧限位槽11上的旋紐6可使面板2及斜面構(gòu)件4繞軸銷10靈活轉(zhuǎn)動，并控制斜面傾角θ的大小。為了增加直觀性及觀賞效果，底板1、面板2和包絡(luò)圓9、上切圓7、下切圓8以及指針3等可涂于不同的顏色，并在兩外切圓7、8及指針3上畫上等距弧線，并在底板1及面板2上標(biāo)上角度刻度，以便將斜面傾角θ及指針3的角度顯示出來。
權(quán)利要求1.一種斜面上物體受力分析演示儀，其特征在于由底板(1)、面板(2)、指針(3)、斜面構(gòu)件(4)和水平構(gòu)件(5)組成，在底板(1)上畫兩個直徑等于指針(3)長度的外切圓(7)、(8)，兩外切圓(7)、(8)圓心所在的直線垂直于底板(1)底邊，在面板(2)上開設(shè)有兩條互相垂直的十字形細(xì)槽，其中一條細(xì)槽平行于面板(2)的底邊，將斜面構(gòu)件(4)固定在面板(2)的底邊邊緣，斜面構(gòu)件(4)的一端與水平構(gòu)件(5)的一端鉸鏈，指針(3)、面板(2)、底板(1)通過軸銷(11)依次穿過指針(3)的圓點、面板(2)上十字形細(xì)槽的交點及底邊(3)上兩外切圓(7)、(8)的切點，并將指針(3)、面板(2)、底板(1)連接在一起，面板(2)可繞軸銷(11)轉(zhuǎn)動，指針(3)相對底板(1)固定并垂直指向底板(1)的底邊，同時，底板(1)在兩外切圓(7)、(8)的公切線上以距離切點的長度等于水平構(gòu)件(5)長度的點為圓心，以水平構(gòu)件(5)與斜面構(gòu)件(4)鉸鏈的中心至切點的距離為半徑的圓上開設(shè)有一段圓弧限位滑槽(11)，水平構(gòu)件(5)的另一端通過圓弧限位滑槽(11)上的旋紐(6)固定在底板(1)上。
專利摘要本實用新型涉及一種斜面上物體受力分析演示儀，由底板、面板、指針、斜面構(gòu)件及水平構(gòu)件組成。在底板1上畫有兩個直徑等于指針3長度的外切圓7、8。在面板2上通過其中心點開設(shè)有十字形細(xì)槽，斜面構(gòu)件4固定在面板底邊邊緣，其一端與水平構(gòu)件5的一端鉸鏈。軸銷10將底板、面板及指針連接在一起。在底板上開設(shè)一個圓弧限位滑槽11，水平構(gòu)件通過旋鈕6固定在圓弧限位滑槽上。本演示儀結(jié)構(gòu)簡單、合理，可直觀、連續(xù)地對斜面上物體進行正確的受力分析。
文檔編號G09B23/00GK2209371SQ9421651
公開日1995年10月4日 申請日期1994年7月9日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月9日
發(fā)明者陳欣 申請人:陳欣