专利名称：简谐振动图线演示仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种教学仪器，特别是一种简谐振动图线演示仪。也可以说是一种正弦或余弦图线的绘图仪。
关于简谐振动图线的演示教具，现在已有不少，这些演示仪大都具备两套运动系统，一套是笔的简谐振动系统，另一套是纸的匀速直线运动系统，两套系统同时运动，即可得到简谐振动的图线，这种教具有两点不足，首先，只有当两套运动系统配合得相当精确，才能得到标准的简谐振动图线，而这一点是难以实现的；其次，利用上述演示仪所得到的图线，只是感性地将简谐振动图线的正弦性或余弦性展示在学生面前，从图上只能观察到振幅和周期的大小，却无法判断初位相的大小，更谈不上振幅、周期、初相位的可调性，因此，上述教具只能用于中学物理的教学，而不能用于大学物理及三角学的教学。
本实用新型的目的之一，是要克服现有技术中，由于两套运动系统配合不精确导致图线不标准的缺点而设计一种能精确作图的简谐振动图线演示仪。
本实用新型的又一目的，是要克服现有技术不能完整体现简谐振动三要素的缺点而设计一种能将三要素充分展示在学生面前，并使之可调的简谐振动图线演示仪。
本实用新型是按如下的方式来实现上述目的的。本实用新型取消了纸的运动系统，保留了笔的运动系统。笔的运动是由滑动杆1和齿条3来带动的。当滑动杆1在主导轨2上滑动时，即带动笔尖11做匀速直线运动，与此同时，齿条3带动滑动杆两端的齿轮5，齿轮5又通过相位杆7和联杆8带动笔尖11做简谐振动，两个运动的合成，就能在画板13即纸面上得到一个标准的简谐振动图线，也就是正弦线或余弦线。特别地说，不论滑动杆1在主导轨2上是匀速运动，还是变速运动，其图线都将是标准的正弦线或余弦线。通过对齿条3、相位杆7和联杆8的调整，即可得到周期、初位相和振幅各异的简谐振动图线。
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。
图1本实用新型结构图图2
图1中A－A视图图中1.滑动杆，2.主导轨，3.齿条，4.主支架，5.齿轮堆，6.刻度盘，7.相位杆，8.联杆，9.付支架，10.振子，11.笔尖，12.付导轨，13.画板，14.皮带轮，15.手柄，16.螺母。
主导轨2和齿条3，平行地安装在主支架4上，其中齿条3的安装位置是可调的，滑动杆1可在主导轨上滑动，滑动杆1的两端各有一齿轮堆5，齿轮堆5是由若干个齿轮叠加而成，调整齿条3，可使之与齿轮堆上不同的齿轮相齿合，齿轮堆的下面是刻度盘6，沿刻度盘的径向安装相位杆7，其安装位置是可调的，两相位杆7用联杆8联接，其联结位置是可调的，滑动杆1的中央有付支架9，其上有付导轨12，付导轨与主导轨互相垂直，振子10可沿付导轨滑动，联杆8做成导轨状，并将其套在振子10上，所以振子又可沿联杆8滑动，振子下面是笔尖11，笔尖具有弹性，使之与画板13之间保持压力，付支架9上有一螺母16，通过调整螺母16，可使付支架9向上移动，进而控制笔尖11，使其与画板相分离，齿轮堆上有皮带轮14和手柄15，摇动手柄可带动齿轮堆转动。具体演示过程是当演示简谐振动时，应使齿条与齿轮相离，再匀速摇动手柄，在联杆8的带动下，振子将沿付导轨做简谐振动；当演示振动图线时，应使齿条与齿轮相齿合，再拉动滑动杆，这时笔尖将随其共同运动，与此同时，齿条带动齿轮转动，进而使联杆带动振子运动，振子参与了两个运动，其合运动的轨迹将跃然于画板之上。调整齿条使其与不同的齿轮相齿合，即可改变图线的周期；调整相位杆沿刻度盘上的方位，即可改变图线的初相位；调整联杆在相位杆上的联结位置，即可改变图线的振幅。
本实用新型的优点在于1.操作简单，只须缓缓拉动滑动杆1，即可在画板上得到一幅标准的简谐振动图线。
2.振动图线的周期、初相位、振幅是可调的，通过对振动三要素的调整，可大大提高学生对振动三要素的理解程度。
3.本教具不仅适用于中学物理的教学，而且也适用于大学物理及三角学的教学，它既是物理教具，又是数学教具，可见其适用范围是很广的。
权利要求1.本实用新型涉及一种教具，特别是一种简谐振动图线演示仪，该演示仪由主导轨2、主支架4、齿条3及滑动杆1组成，其特征在于滑动杆1与主导轨2滑动联接，主导轨与齿条相平行。
2.根据权利要求1所述的简谐振动图线演示仪，其特征在于滑动杆1的两端有齿轮堆5，齿轮堆5的下面有刻度盘6，沿刻度盘6的径向有相位杆7，两相位杆由联杆8相联。
3.根据权利要求1所述的简谐振动图线演示仪，其特征在于滑动杆1的中央通过螺母16联结付支架9、付支架上有付导轨12，付导轨上有振子10。
4.根据权利要求1和3所述的简谐振动图线演示仪，其特征在于付导轨12与主导轨2相互垂直。
5.根据权利要求2和3所述的简谐振动图线演示仪，其特征在于联杆8为导轨状，并将其套在振子10上。
6.根据权利要求2所述的简谐振动图线演示仪，其特征在于齿轮堆5上还有皮带轮14和手柄15。
专利摘要本实用新型涉及一种简谐振动图线演示仪，通过联杆1和齿条3，可分别带动振子10做匀速直线运动和简谐振动，两个运动合成后，可得到标准的简谐振动图线，该图线的周期、振幅、初相位均为可调。本实用新型既可用于中学物理的教学，又可用于大学物理和三角学的教学。
文档编号G09B23/08GK2187821SQ94224110
公开日1995年1月18日 申请日期1994年7月11日 优先权日1994年7月11日
发明者王美霞 申请人:王美霞