[实用新型]两个力的合成与分解演示尺

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种物理教学用具，具体地说是一种两个力的合成与分解演示尺。

背景技术

在物理教学中，当涉及到力的教学中，一定要讲力的合成与分解，就是讲合力与分力及其之间的运算规则。当几个力的共同作用所产生的效果用一个力代替时，这个力就叫合力；这几个力即称为分力。已知两个分力的大小和方向，求合力的大小和方向的运算称为力的合成；已知两个分力的合力的大小和方向，求两个分力的大小和方向的运算称为力的分解。力的合成与分解互为逆运算，符合平行四边形法则。合力的大小与两个分力的夹角成反相关，即夹角越大，合力越小，当夹角为180度时，合力为零，当夹角大于180度时，合力为负值。目前，对于力的合成与分解有许多演示方法，大多采用拉力计或砝码、拉绳进行演示，通过拉绳与拉力计或砝码连接，还要通过转向滑轮使拉绳转向，其结构复杂，线条太乱，演示起来也不方便，不能清楚地显示分力、合力、夹角之间的变换关系，演示起来也不方便。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、能清晰的表达四边形运算法则及其分力、合力、夹角之间的变换关系，而且演示方便的、并便于在黑板上画出图形的两个力的合成与分解演示尺。

为了达到以上目的，本实用新型所采用的技术方案是：该两个力的合成与分解演示尺，包括直尺和半圆弧度尺，半圆弧度尺的圆心固定在直尺的左端，且半圆弧度尺的中心线与直尺的中心线重合，其特征在于：在半圆弧度尺的中心外侧设有两个卷尺的壳体，沿直尺的中心线设有条形孔，在直尺上通过设置在条形孔内的滑动轴固定上交叉尺，交叉尺中心孔套在滑动轴上，在条形孔的右端设有合力调节固定轴，两个卷尺的拉出端依次穿过对辊的间隙、分别绕过交叉尺的两个端部，再绕过合力调节固定轴连接为一体。根据力的合成符合平行四边形法则，所以交叉尺和直尺的交叉点始终处于交叉尺的等分点和直尺的起始端至合力调节固定轴之间的一半位置。

本实用新型还通过如下措施实施：所述的半圆弧度尺的直边沿上连接上方形板，两个卷尺的壳体固定在方形板上。

所述的交叉尺为扁平管状，两端插入伸缩板，伸缩板通过螺栓固定。当需要改变交叉尺的长度时，可通过的伸缩板的伸缩调节实现。

所述的固定轴也可在条形孔内滑动，用以调节合力的大小。

本实用新型的有益效果在于：与目前在力的合成与分解教学中所使用的教具相比，结构简单、能清晰的表达四边形运算法则及其分力、合力、夹角之间的变换关系，而且演示方便、并便于在黑板上画出图形。

附图说明

图1为本实用新型的结构俯视示意图。

图2为本实用新型的一个变换实施例俯视示意图。

图中：1、直尺；2、半圆弧度尺；3、卷尺；4、条形孔；5、滑动轴；6、交叉尺；7、合力调节固定轴；8、对辊；9、方形板；10、壳体；11、伸缩板；12、螺栓。

具体实施方式

参照图1、图2制作本实用新型。该两个力的合成与分解演示尺，包括直尺1和半圆弧度尺2，半圆弧度尺2的圆心固定在直尺1的左端，且半圆弧度尺2的中心线与直尺1的中心线重合，其特征在于：在半圆弧度尺2的中心外侧设有两个卷尺3的壳体10，沿直尺1的中心线设有条形孔4，在直尺1上通过设置在条形孔4内的滑动轴5固定上交叉尺6，交叉尺6中心孔套在滑动轴5上，可沿滑动轴5转动，可通过滑动轴5沿条形孔4的移动而改变交叉尺6与直尺1交叉点的位置，在条形孔4的右端设有合力调节固定轴7，两个卷尺3的拉出端依次穿过对辊8的间隙、分别绕过交叉尺6的两个端部，再绕过合力调节固定轴7连接为一体，通过对辊8限定分力的原点，通过交叉尺6的转动演示在合力一定的状态下，两个分力与夹角的变化关系。根据力的合成符合平行四边形法则，所以交叉尺6和直尺1的交叉点始终处于交叉尺6的等分点和直尺1的起始端至合力调节固定轴7之间的一半位置。当合力调节固定轴7固定后，即固定了合力的大小，将滑动轴5移至直尺1的起始端至合力调节固定轴7之间的一半位置，并固定，当交叉尺6与直尺1垂直时，可从两个卷尺3上读出两个分力的大小，且两个分力相等，两个分力的方向指向交叉尺6的端部，两个分力的夹角可从半圆弧度尺2上计算得出，两个分力的合力为直尺1的起始端至合力调节固定轴7的距离，可通过直尺1上的数据读出；当改变两个分力时，可通过转动交叉尺6实现，如逆时针转动45度，上面的一个分力缩小，下面的一个分力增大，两个分力的夹角减小，合力不变，其变化的相关性从图上可定性看出，其变量可从直尺1、两个卷尺3和半圆弧度尺2上读出。