专利名称：矢量演示计算器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种教具，具体地说是一种矢量演示计算器，属于教学器材领域。
背景技术：
物理教学中常常面对这样一个问题，S卩如何把“力”这一矢量直观地讲解给学生们听，帮助他们正确地加以理解。最常见的情况是已知合力和其中一个分力，求出另一个分力的大小和方向，或者已知两个分力的大小和方向求合力的大小和方向。由于矢量的特殊性， 其已知分力的方向可以任意变化，而目前的教学方法只能是在黑板上进行分解求得，因此随着已知分力角度的不断变化，就需要画出不同的力的分解图，这样增加了教师的劳动量。 同时画图使已知分力每次只能取某一固定值，不能演示已知分力取值连续变化情况下未知分力的大小和方向，使学生学习起来也不方便、不直观，效果也不理想。
实用新型内容为了解决上述问题，本实用新型设计了一种矢量演示计算器，包括两个带有度数的圆盘和三个带有刻度的标尺，三个标尺收尾铰接构成一个三角形，根据力的合成与分解的三角形法则，可以方便的求出一个合力或者分力的大小和方向。本实用新型的技术方案为矢量计算演示器，包括大圆盘、一个合力尺、二个分力尺即第一分力尺和第二分力尺；所述的合力尺和分力尺上均标有长度刻度，所述的大圆盘的边缘上标有圆周刻度，合力尺和第一分力尺均与大圆盘铰接于大圆盘的圆心处；合力尺、第一分力尺和第二分力尺均沿刻度方向均设有滑槽，第一分力尺与第二分力尺铰接于第一分力尺的一端的滑动轴上，所述滑动轴位于第一分力尺滑道内，并沿第一分力尺滑道滑动；第二分力尺与合力尺铰接于另一滑动轴上，所述滑动轴位于合力尺的滑道和第二分力尺的滑道内，并同时沿合力尺的滑道和第二分力尺的滑道滑动；第一分力尺与大圆盘铰接处为第一分力尺的刻度起始点，第二分力尺与第一分力尺铰接处为第二分力尺的刻度起始点，合力尺与大圆盘铰接处为合力尺的刻度起始点；第二分力尺与第一分力尺的铰接处铰接一小圆盘，小圆盘的边缘上标有圆周刻度。进一步地，第一分力尺的末端设有一个固定装置，将第一分力尺固定在大圆盘上； 第二分力尺的滑动轴处设有一个固定装置，将第二分力尺固定在第一分力尺上；进一步地，所述的固定装置为固定夹；进一步地，为了使大圆盘和小圆盘的方向一致，在大圆盘和小圆盘上均标出若干条平行线，只要小圆盘的平行线与大圆盘的平行线平行，则大小圆盘的方向便一致；进一步地，所述的大圆盘半径为5 15cm，合力尺、第一分力尺和第二分力尺的刻度长度为5 20cm，小圆盘的半径为1 5cm。上述矢量计算演示器的使用方法为第一分力尺上的滑动轴处的刻度表示第一分力的大小，第二分力尺上的滑动轴处的刻度表示第二分力的大小，两个分力的方向关系可以通过小圆盘测量，合力尺上的滑动轴处的刻度表示合力的大小，合力的方向通过大圆盘测量。根据力的合成与分解的三角形法则，即可根据合力和其中一个分力的大小和方向，求出另一个分力的大小和方向，或者根据两个分力的大小和方向求出合力的大小和方向。本实用新型的优点在于此矢量演示计算器可以帮助学生轻松掌握用三角形法则求合力和分力的方法，同时还可以作为演示教具由教师使用，方便实用，直观性和可操作性强。
以下结合附图和实施对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型结构示意图；图中1大圆盘、2第一分力尺、3第二分力尺、4合力尺、5小圆盘，6分力滑动轴、7 合力滑动轴、8第一分力尺固定装置、9第二分力尺固定装置。
具体实施方式
以下对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。实施例1如图1所示，矢量计算演示器，包括大圆盘1、合力尺4、第一分力尺2和第二分力尺3，所述的大圆盘1的边缘上标有圆周刻度0° 360°，大圆盘1半径为10cm，合力尺4 和第一分力尺2均与大圆盘1铰接于大圆盘的圆心0处；合力尺4、第一分力尺2和第二分力尺3均标有刻度0 10cm，且沿刻度方向均设
有滑槽；第一分力尺2与第二分力尺3铰接于第一分力尺2的一端——分力滑动轴6，分力滑动轴6位于第一分力尺2的滑道内，且分力滑动轴6可沿第一分力尺2的滑道滑动，第二分力尺3与合力尺4铰接于合力滑动轴7，合力滑动轴7位于第二分力尺3与合力尺4的滑道内，合力滑动轴7可同时沿第二分力尺3与合力尺4的滑道滑动；第一分力尺2与大圆盘1铰接点0处为第一分力尺2的Ocm刻度点，第二分力尺 3与第一分力尺2铰接点B处为第二分力尺3的Ocm刻度点；合力尺4与大圆盘1铰接点0 处为合力尺4的Ocm刻度点；第二分力尺3与第一分力尺2铰接点——分力滑动轴6处固设一小圆盘5，小圆盘5的边缘上标有圆周刻度0° 360° ；第一分力尺2的末端设有一个第一分力尺固定装置8 (即固定夹)，将第一分力尺 2固定在大圆盘1上；第二分力尺3的分力滑动轴6处设有一个第二分力尺固定装置9 (即固定夹)，将第二分力尺3固定在第一分力尺2上；为了使大圆盘和小圆盘的方向一致，在大圆盘和小圆盘上均标出若干条平行线， 只要小圆盘的平行线与大圆盘的平行线平行，则大小圆盘的方向便一致。上述矢量计算演示器的使用方法为第一分力尺2上滑动轴6处的刻度值表示第一分力的大小，第二分力尺3上滑动轴7处的刻度值表示第二分力的大小，两个分力的方向关系可以通过小圆盘测量，合力尺4上滑动轴7处的刻度值表示合力的大小，合力的方向通过大圆盘测量。求合力先取一个适当的比例尺，用第一分力尺和第二分力尺的刻度和角度表示两个分力的大小和方向，则合力尺的刻度和角度就是合力的大小和方向；求分力先取一个适当的比例尺，用合力尺的刻度和角度表示合力的大小和方向， 第一分力尺的刻度和角度表示一个分力的大小和方向，则第一分力尺的刻度和角度就是所求的第二个分力的大小和方向。最后应说明的是以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.矢量演示计算器，其特征在于包括大圆盘(1)、一个合力尺(4)和二个分力尺即第一分力尺( 和第二分力尺(3)；所述的合力尺(4)和分力尺上均标有长度刻度，所述的大圆盘(1)的边缘上标有圆周刻度，合力尺(4)和第一分力尺( 均与大圆盘(1)铰接于大圆盘的圆心处；所述合力尺G)、第一分力尺( 和第二分力尺C3)沿刻度方向均设有滑槽，所述第一分力尺( 的一端设有一滑动轴(6)，第一分力尺( 与第二分力尺C3)铰接于第一分力尺的滑动轴(6)上，所述滑动轴(6)位于第一分力尺( 的滑道内；第二分力尺C3)与合力尺(4)铰接于另一滑动轴(7)上，所述滑动轴(7)位于合力尺(4)的滑道和第二分力尺(3)的滑道内；第一分力尺( 与大圆盘(1)铰接处为第一分力尺( 的刻度起始点，第二分力尺(3) 与第一分力尺( 铰接处为第二分力尺(3)的刻度起始点，合力尺(4)与大圆盘(1)铰接处为合力尺的刻度起始点；第二分力尺( 与第一分力尺O)的铰接处滑动轴(6)上设有一小圆盘(5)，小圆盘(5)与滑动轴(6)铰接于小圆盘(5)的圆心处，小圆盘(5)的边缘上标有圆周刻度。
2.根据权利要求1所述的矢量演示计算器，其特征在于所述的第一分力尺O)的末端设有一个将第一分力尺O)固定在大圆盘(1)上的第一分力尺固定装置(8)。
3.根据权利要求1所述的矢量演示计算器，其特征在于所述的第二分力尺(3)的滑动轴(7)处设有一个将第二分力尺(3)固定在第一分力尺( 上的第二分力尺固定装置 ⑶。
4.根据权利要求2或3所述的矢量演示计算器，其特征在于所述的固定装置为固定夹。
5.根据权利要求1所述的矢量演示计算器，其特征在于所述的大圆盘(1)和小圆盘(5)上均标有若干条平行线。
6.根据权利要求1所述的矢量演示计算器，其特征在于所述的大圆盘(1)半径为5 15cm，合力尺G)、第一分力尺(2)和第二分力尺(3)的刻度长度为5 20cm，小圆盘(5) 的半径为1 5cm。
专利摘要本实用新型公开了矢量演示计算器，包括大圆盘、一个合力尺、二个分力尺即第一分力尺和第二分力尺；所述的合力尺和分力尺上均标有长度刻度，所述的大圆盘的边缘上标有圆周刻度，合力尺和第一分力尺均与大圆盘铰接于大圆盘的圆心处；本实用新型的优点在于此矢量演示计算器可以帮助学生轻松掌握用三角形法则求合力和分力的方法，同时还可以作为演示教具由教师使用，方便实用，直观性和可操作性强。
文档编号G09B23/10GK201974980SQ20112007337
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月21日 优先权日2011年3月21日
发明者吕宪斌 申请人:吕宪斌