浮体式共点力合成演示仪制造技术

浮体式共点力合成演示仪，其特征在于，一盛水容器内置一板状浮体，浮体上表面是一绘有等间距同心圆的刻度盘；三支倔强系数相同的弹簧的首端共同固定在上述浮体的圆心处，弹簧的末端连接有带指针的横杆，指针对准圆心，横杆末端接有拉线；在容器口上置一绘有平行线族的透明盖板，另有一与盖板配套使用的绘有同样平行线族的可移动透明片。（*该技术在2004年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于教学演示用具
在中学教学中，演示和验证二共点力合成常用平行四边形法则；当物体受到三个力的作用而平衡时，其中任意两个力的合力应与第三力大小相等方向相反，且在同一直线上。现在教学中，只有取一些特殊值通过图示来验证，这样便缺乏直观形象。本技术的目的在于提供一种用于验证和演示二共点力合成的平行四边形法则的浮体式共点力合成演示仪。本技术的构成如下在一盛水容器内置一板状浮体，浮体上表面是一绘有等间距同心圆的刻度盘；三支等长等质量倔强系数相同的弹簧，它们的首端共同固定在上述浮体的圆心处，弹簧的末端连接有指针横杆，指针对准圆心，横杆末端连接一拉线；在容器口上置一绘有平行线族的透明盖板，另配一绘有同样平行线族的可移动透明片与盖板配套使用。上述盛水的容器以圆形盆状为宜，不必太高，水深能浮起浮体即可。浮体可用泡沫塑料板制做，上表面的刻度盘可直接绘于该板上，也可用一铝片或有机玻璃片刻画后固定在泡沫塑料板上；浮体以圆形板为佳。上述弹簧指针横杆与弹簧末端的竖杆可调式固定，并与弹簧平行，调整指针横杆使指针在弹簧不受力时恰好位于弹簧首端，即对准浮体圆心，此为零点。上述透明盖板以能盖住容器口的有机玻璃圆板为佳；可移动的透明片可以是塑料片或幻灯片，以圆形为佳，直径略大于浮体刻度盘即可。为便于观察，指针、刻度线和平行线可涂上较醒目的颜色。另备三支固定用夹子，便于将弹簧拉线固定于容器壁上。也可将一个拉线先作固定，这一拉线略长些便于验证第三力与合力是否在同一条线上。本技术的工作原理如下调整弹簧指针使其位于浮体圆心处，定为零点；向容器内注水后浮体浮起，先将一弹簧拉线固定于容器壁上，然后拉另两支弹簧拉线，不管拉力大小如何，浮体总能找到合适的位置使三力平衡。此时，指针与圆心的距离即为弹簧的伸长量，因三支弹簧倔强系数相同，所以各指针与圆心距离大小就完全反映了相同的比例力的大小。转动透明盖板，使平行线族与其中一力方向一致，即与某一拉线平行，并调整盖板使另一力的指针正好落在某条刻线上；将可移动透明片放在盖板上，并调整至其平行线族与第二力平行，且第一力的指针正好落在某一刻线上；至此两组平行线族将构成一系列的平行四边形，其中，过二力末端的两条线与二力构成的平行四边形的对角线即为此二力的合力；可观察合力的末端和第三力的末端是否落在同一同心圆上，若是则证明其大小相等。过第三力的固定点拉一丝线，使其与第三力重合并延长，看合力与第三力是否在一条直线上，若是则验证了平行四边形法则。使用本技术不必读出力的数值和夹角，也不必用力的图示法再去画图验证，即直观又方便；另外也不必为了画图而取一些特殊值，更具说服力；整个实验可由一人独立操作完成；本技术采用浮体有效的消除了摩擦，实验更精确；若容器和浮体均采用透明材料，还可通过投影仪把实验现象投影到屏幕上，便于课堂演示；本技术制造简单，成本低，便于生产。以下结合附图和实施例对本技术作进一步说明。附图说明图1是本技术的俯视图，其中，1.水容器器壁，2.浮体刻度盘，3.弹簧及拉线，4.透明盖板，5.透明片，图中A、B、C为三个拉线的固定点，0为浮体圆心，虚线表示所要验证的平行四边形法则。图2是本技术的侧视剖视图，其中，6.水，7.浮体，8.弹簧，9.弹簧指针，10.指针横杆，11.指针横杆与弹簧的连杆，12.拉线，其余标号同图1。图3是弹簧及指针在受力和不受力时的状态示意图，标号同图1，其中，上边的弹簧是不受力时的状态，下边的弹簧是受力时的状态，虚线表示圆心零点；上下两指针的间距即反映了弹簧受力的大小。实施例结构如图1图2所示，其中，容器直径φ35cm，高15cm，注水深10cm，带铝刻度盘的泡沫塑料圆浮体直径φ15cm，厚度2cm，倔强系数相同的弹簧三支长8cm；透明有机玻璃圆盖板直径φ40cm，透明幻灯片圆形直径φ20cm；指针涂为红色，同心圆刻度线为黑色，透明盖板和透明片上的平行线为蓝色。权利要求1.浮体式共点力合成演示仪，其特征在于，一盛水容器内置一板状浮体，浮体上表面是一绘有等间距同心圆的刻度盘；三支倔强系数相同的弹簧的首端共同固定在上述浮体的圆心处，弹簧的末端连接有带指针的横杆，指针对准圆心，横杆末端接有拉线；在容器口上置一绘有平行线族的透明盖板，另有一与盖板配套使用的绘有同样平行线族的可移动透明片。2.如权利要求1所述的浮体式共点力合成演示仪，其特征在于，所述容器是圆盆状，浮体是圆板状。3.如权利要求1所述的浮体式共点力合成演示仪，其特征在于，所述浮体用泡沫塑料板制做，上表面固定有铝片刻度盘。4.如权利要求1所述的浮体式共点力合成演示仪，其特征在于，所述弹簧指针横杆与弹簧末端的竖杆可调式固定，并与弹簧平行。5.如权利要求1所述的浮体式共点力合成演示仪，其特征在于，所述透明盖板是能盖住容器口的有机玻璃圆板。6.如权利要求1所述的浮体式共点力合成演示仪，其特征在于，所述可移动的透明片是塑料片或幻灯片制做的圆片。7.如权利要求1所述的浮体式共点力合成演示仪，其特征在于，所述指针、刻度线和平行线涂有醒目的颜色。专利摘要本技术属于教学演示用具
，其特点是一盛水容器内置一板状浮体，浮体上表面是一绘有等间距同心圆的刻度盘；三支倔强系数相同的弹簧的首端共同固定在上述浮体的圆心处，弹簧的末端连接有带指针的横杆，指针对准圆心，横杆末端接有拉线；在容器口上置一绘有平行线族的透明盖板，另有一与盖板配套使用的绘有同样平行线族的可移动透明片。本技术操作简单演示直观，制作成本低易于生产。文档编号G09B23/00GK2223855SQ9423605公开日1996年4月3日 申请日期1994年12月26日 优先权日1994年12月26日专利技术者田震 申请人:田震本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田震，
申请(专利权)人：田震，
类型：实用新型
国别省市：