專利名稱：簡(jiǎn)諧振動(dòng)圖線演示儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)儀器，特別是一種簡(jiǎn)諧振動(dòng)圖線演示儀。也可以說(shuō)是一種正弦或余弦圖線的繪圖儀。
關(guān)于簡(jiǎn)諧振動(dòng)圖線的演示教具，現(xiàn)在已有不少，這些演示儀大都具備兩套運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，一套是筆的簡(jiǎn)諧振動(dòng)系統(tǒng)，另一套是紙的勻速直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，兩套系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)動(dòng)，即可得到簡(jiǎn)諧振動(dòng)的圖線，這種教具有兩點(diǎn)不足，首先，只有當(dāng)兩套運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)配合得相當(dāng)精確，才能得到標(biāo)準(zhǔn)的簡(jiǎn)諧振動(dòng)圖線，而這一點(diǎn)是難以實(shí)現(xiàn)的；其次，利用上述演示儀所得到的圖線，只是感性地將簡(jiǎn)諧振動(dòng)圖線的正弦性或余弦性展示在學(xué)生面前，從圖上只能觀察到振幅和周期的大小，卻無(wú)法判斷初位相的大小，更談不上振幅、周期、初相位的可調(diào)性，因此，上述教具只能用于中學(xué)物理的教學(xué)，而不能用于大學(xué)物理及三角學(xué)的教學(xué)。
本實(shí)用新型的目的之一，是要克服現(xiàn)有技術(shù)中，由于兩套運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)配合不精確導(dǎo)致圖線不標(biāo)準(zhǔn)的缺點(diǎn)而設(shè)計(jì)一種能精確作圖的簡(jiǎn)諧振動(dòng)圖線演示儀。
本實(shí)用新型的又一目的，是要克服現(xiàn)有技術(shù)不能完整體現(xiàn)簡(jiǎn)諧振動(dòng)三要素的缺點(diǎn)而設(shè)計(jì)一種能將三要素充分展示在學(xué)生面前，并使之可調(diào)的簡(jiǎn)諧振動(dòng)圖線演示儀。
本實(shí)用新型是按如下的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的的。本實(shí)用新型取消了紙的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，保留了筆的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。筆的運(yùn)動(dòng)是由滑動(dòng)桿1和齒條3來(lái)帶動(dòng)的。當(dāng)滑動(dòng)桿1在主導(dǎo)軌2上滑動(dòng)時(shí)，即帶動(dòng)筆尖11做勻速直線運(yùn)動(dòng)，與此同時(shí)，齒條3帶動(dòng)滑動(dòng)桿兩端的齒輪5，齒輪5又通過(guò)相位桿7和聯(lián)桿8帶動(dòng)筆尖11做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成，就能在畫(huà)板13即紙面上得到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的簡(jiǎn)諧振動(dòng)圖線，也就是正弦線或余弦線。特別地說(shuō)，不論滑動(dòng)桿1在主導(dǎo)軌2上是勻速運(yùn)動(dòng)，還是變速運(yùn)動(dòng)，其圖線都將是標(biāo)準(zhǔn)的正弦線或余弦線。通過(guò)對(duì)齒條3、相位桿7和聯(lián)桿8的調(diào)整，即可得到周期、初位相和振幅各異的簡(jiǎn)諧振動(dòng)圖線。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)圖圖2
圖1中A－A視圖圖中1.滑動(dòng)桿，2.主導(dǎo)軌，3.齒條，4.主支架，5.齒輪堆，6.刻度盤(pán)，7.相位桿，8.聯(lián)桿，9.付支架，10.振子，11.筆尖，12.付導(dǎo)軌，13.畫(huà)板，14.皮帶輪，15.手柄，16.螺母。
主導(dǎo)軌2和齒條3，平行地安裝在主支架4上，其中齒條3的安裝位置是可調(diào)的，滑動(dòng)桿1可在主導(dǎo)軌上滑動(dòng)，滑動(dòng)桿1的兩端各有一齒輪堆5，齒輪堆5是由若干個(gè)齒輪疊加而成，調(diào)整齒條3，可使之與齒輪堆上不同的齒輪相齒合，齒輪堆的下面是刻度盤(pán)6，沿刻度盤(pán)的徑向安裝相位桿7，其安裝位置是可調(diào)的，兩相位桿7用聯(lián)桿8聯(lián)接，其聯(lián)結(jié)位置是可調(diào)的，滑動(dòng)桿1的中央有付支架9，其上有付導(dǎo)軌12，付導(dǎo)軌與主導(dǎo)軌互相垂直，振子10可沿付導(dǎo)軌滑動(dòng)，聯(lián)桿8做成導(dǎo)軌狀，并將其套在振子10上，所以振子又可沿聯(lián)桿8滑動(dòng)，振子下面是筆尖11，筆尖具有彈性，使之與畫(huà)板13之間保持壓力，付支架9上有一螺母16，通過(guò)調(diào)整螺母16，可使付支架9向上移動(dòng)，進(jìn)而控制筆尖11，使其與畫(huà)板相分離，齒輪堆上有皮帶輪14和手柄15，搖動(dòng)手柄可帶動(dòng)齒輪堆轉(zhuǎn)動(dòng)。具體演示過(guò)程是當(dāng)演示簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，應(yīng)使齒條與齒輪相離，再勻速搖動(dòng)手柄，在聯(lián)桿8的帶動(dòng)下，振子將沿付導(dǎo)軌做簡(jiǎn)諧振動(dòng)；當(dāng)演示振動(dòng)圖線時(shí)，應(yīng)使齒條與齒輪相齒合，再拉動(dòng)滑動(dòng)桿，這時(shí)筆尖將隨其共同運(yùn)動(dòng)，與此同時(shí)，齒條帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而使聯(lián)桿帶動(dòng)振子運(yùn)動(dòng)，振子參與了兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，其合運(yùn)動(dòng)的軌跡將躍然于畫(huà)板之上。調(diào)整齒條使其與不同的齒輪相齒合，即可改變圖線的周期；調(diào)整相位桿沿刻度盤(pán)上的方位，即可改變圖線的初相位；調(diào)整聯(lián)桿在相位桿上的聯(lián)結(jié)位置，即可改變圖線的振幅。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于1.操作簡(jiǎn)單，只須緩緩拉動(dòng)滑動(dòng)桿1，即可在畫(huà)板上得到一幅標(biāo)準(zhǔn)的簡(jiǎn)諧振動(dòng)圖線。
2.振動(dòng)圖線的周期、初相位、振幅是可調(diào)的，通過(guò)對(duì)振動(dòng)三要素的調(diào)整，可大大提高學(xué)生對(duì)振動(dòng)三要素的理解程度。
3.本教具不僅適用于中學(xué)物理的教學(xué)，而且也適用于大學(xué)物理及三角學(xué)的教學(xué)，它既是物理教具，又是數(shù)學(xué)教具，可見(jiàn)其適用范圍是很廣的。
權(quán)利要求1.本實(shí)用新型涉及一種教具，特別是一種簡(jiǎn)諧振動(dòng)圖線演示儀，該演示儀由主導(dǎo)軌2、主支架4、齒條3及滑動(dòng)桿1組成，其特征在于滑動(dòng)桿1與主導(dǎo)軌2滑動(dòng)聯(lián)接，主導(dǎo)軌與齒條相平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的簡(jiǎn)諧振動(dòng)圖線演示儀，其特征在于滑動(dòng)桿1的兩端有齒輪堆5，齒輪堆5的下面有刻度盤(pán)6，沿刻度盤(pán)6的徑向有相位桿7，兩相位桿由聯(lián)桿8相聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的簡(jiǎn)諧振動(dòng)圖線演示儀，其特征在于滑動(dòng)桿1的中央通過(guò)螺母16聯(lián)結(jié)付支架9、付支架上有付導(dǎo)軌12，付導(dǎo)軌上有振子10。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和3所述的簡(jiǎn)諧振動(dòng)圖線演示儀，其特征在于付導(dǎo)軌12與主導(dǎo)軌2相互垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求2和3所述的簡(jiǎn)諧振動(dòng)圖線演示儀，其特征在于聯(lián)桿8為導(dǎo)軌狀，并將其套在振子10上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的簡(jiǎn)諧振動(dòng)圖線演示儀，其特征在于齒輪堆5上還有皮帶輪14和手柄15。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種簡(jiǎn)諧振動(dòng)圖線演示儀，通過(guò)聯(lián)桿1和齒條3，可分別帶動(dòng)振子10做勻速直線運(yùn)動(dòng)和簡(jiǎn)諧振動(dòng)，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)合成后，可得到標(biāo)準(zhǔn)的簡(jiǎn)諧振動(dòng)圖線，該圖線的周期、振幅、初相位均為可調(diào)。本實(shí)用新型既可用于中學(xué)物理的教學(xué)，又可用于大學(xué)物理和三角學(xué)的教學(xué)。
文檔編號(hào)G09B23/08GK2187821SQ94224110
公開(kāi)日1995年1月18日 申請(qǐng)日期1994年7月11日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月11日
發(fā)明者王美霞 申請(qǐng)人:王美霞