一種二維運動的合成與分解實驗裝置的制作方法

本實用新型屬于教學器材領域，特別涉及一種二維運動的合成與分解實驗裝置。

背景技術：

在初高中物理教學領域，一個物體如果同時參與幾個運動，其中任一個運動并不因為有其他運動而有所改變。因而在研究復雜運動的過程中，可以嘗試著根據運動的獨立性來進行處理。研究運動的合成與分解，并了解通過運動的合成與分解，將復雜運動看成由幾個簡單的一維運動組成，通過研究簡單的一維運動達到研究復雜運動的目的原理。

中國專利CN201520603735.3公開了一種二維運動的合成與分解實驗裝置，利用研究分運動的性質和軌跡來確定物體實際表現的運動的性質和軌跡，鞏固矢量合成的平行四邊形定則，進一步強化矢量運算的可逆性和等效原理，使學生學會用平面直角坐標系和圖解法描述曲線運動。該實用新型通過通過機械結構進行了定位，機械定位點存在不穩定的隱患，無法得到精確的軌跡。

技術實現要素：

本實用新型提供了一種定位準確，軌跡明朗，實驗客觀的二維運動的合成與分解實驗裝置。

為達到上述目的，本實用新型的具體方案如下：

一種二維運動的合成與分解實驗裝置，其特征在于：包括底座，所述底座上設置立桿，所述立桿上設置有X軸軌道，所述X軸軌道為水平設置，所述X軸軌道兩個端部設置有相互對應的傳動軸，兩個傳動軸之間設置有傳動棉線，所述X軸軌道上套設有Y軸軌道，所述Y軸軌道和X軸軌道呈90°設置，所述Y軸軌道包括兩根平行設置的豎桿、連接兩根豎桿的橫桿，所述兩根平行設置的豎桿之間設置有滑輪，所述滑輪上連接有懸繩，所述懸繩的另一端連接在X軸軌道的一側端部，所述懸繩和X軸軌道等長，所述滑輪上設置有發射器，所述立桿底部設置有固定支架，所述固定支架上安裝有與發射器適配的接收器，所述接收器平行于X軸軌道設置。

優選地，為具體實現X軸軌和Y軸軌道的滑動套設，所述X軸軌上設置有滑槽，所述Y軸軌道設置有與滑槽適配的突起，所述X軸軌道和Y軸軌道通過滑槽和突起連接套設，使得Y軸軌道可沿著X軸軌道滑行。

為實現Y軸軌道和傳動棉線同步運動，所述Y軸軌道與傳動棉線可拆卸連接。

為控制Y軸軌道的運動，所述傳動軸上設置有電機，所述電機連接有開關。

本實用新型設置X軸軌道和Y軸軌道，通過帶發射器的滑輪上下滑動和Y軸軌道左右滑動的軌跡直觀記錄二維運動的合成與分解；其次，本實用新型的記錄方式為通過發射器的運動實時發射信號，同時接收器配合接收信號并轉換成數據顯示，具有定位準確，軌跡明朗，實驗客觀的特點，特別適合教學示范。

以下通過具體實施方式對本實用新型做進一步闡述。

附圖說明

圖1為本實用新型的正視圖；

圖2為本實用新型的右視圖；

圖3為本實用新型的左視圖；

圖4為本實用新型的俯視圖。

標號說明

底座1，立桿2，X軸軌道3，Y軸軌道4，豎桿41，橫桿42，開關5，電機6，傳動軸7，X軸軌道端蓋8，固定支架9，接收器10，滑輪11，懸繩12，傳動棉線13。

具體實施方式

一種二維運動的合成與分解實驗裝置，包括底座1，所述底座1為A字形，所述底座1上豎直設置有圓形的立桿2，所述立桿2上設置有X軸軌道3，所述X軸軌道3為水平設置，所述X軸軌道3兩個端部設置有相互對應的傳動軸7，兩個傳動軸7之間設置有傳動棉線13，傳動棉線13可在傳動軸7的帶動下滑行，所述X軸軌道3上設置有滑槽（圖中未做標示），所述X軸軌道3上套設有Y軸軌道4，所述Y軸軌道4和X軸軌道3呈90°設置，所述Y軸軌道4設置有與滑槽適配的突起（圖中未做標示），所述X軸軌道3和Y軸軌道4通過滑槽和突起連接套設，使得Y軸軌道4可沿著X軸軌道3滑行，所述Y軸軌道4與傳動棉線13可拆卸連接（可選用掛鉤），使得傳動棉線13可帶動Y軸軌道4沿著X軸軌道3滑行，所述傳動軸7上設置有電機6，所述電機6連接有開關5，所述電機6用于控制傳動軸7旋轉，從而帶動Y軸軌道4滑行，所述開關5用于控制電機通電。

所述Y軸軌道4包括兩根平行設置的豎桿41、連接兩根豎桿的橫桿42，所述兩根平行設置的豎桿41之間設置有滑輪11，所述滑輪11上連接有懸繩12（如圖2所示），所述懸繩12的另一端連接在X軸軌道3的一側端部（如圖1的左側），當Y軸軌道4滑行向X軸軌道3一端滑行時，滑輪11可在Y軸軌道4內做向上或向下運動，所述懸繩12和X軸軌道3等長，所述滑輪11上設置有發射器（圖中未做標示），用于將滑輪11的軌跡轉換成信號輸出。

所述立桿2底部設置有固定支架9，所述固定支架9上安裝有與發射器適配的接收器10，所述接收器10平行于X軸軌道3設置。

本實用新型的使用方法：

第一步，安裝：用螺栓將接收器10固定在固定支架9上，并將固定支架9固定在立桿2底部，接收器10外殼斜角面平行與水平桌面；打開X軸軌道端蓋8，將Y軸軌道3帶裝有發射器的滑輪11套設裝入X軸軌道一端（如圖1的右端），Y軸軌道4上的滑輪11與電機6在同一平面，將滑輪11上的懸繩12另一端固定在X軸軌道的另一端（如圖1的左端）。

第二步，調試：撥動開關5，電機6啟動帶動傳動軸7轉動，傳動棉線13帶動Y軸軌道4沿著X軸軌道3滑行（如圖1的左方），Y軸軌道向左側運動，此時裝有發射器的滑輪11沿Y軸向下運動；撥動開關，Y軸軌道4向右側運動，此時滑輪11沿Y軸向上運動。

第三步，實驗：旋轉開關5使Y軸軌道4至最左端，滑輪11至Y軸軌道4底端；反方向旋轉開關5使Y軸軌道4右移，同時發射器將沿Y軸軌道向上運動，接收器接收發射器信號，并轉換輸出至顯示器（圖中未做標示），顯示在屏幕上。實驗完畢后關閉裝置開關，關閉發射傳感器開關；實驗完成之后，拆卸Y軸軌道11時應先擰開右側轉盤固定螺絲，再打開X軸軌道端蓋8，取出Y軸軌道4。

本實用新型設置X軸軌道3和Y軸軌道4，通過帶發射器的滑輪11上下滑動和Y軸軌道4左右滑動的軌跡直觀記錄二維運動的合成與分解；其次，本實用新型的記錄方式為通過發射器的運動實時發射信號，同時接收器10配合接收信號并轉換成數據顯示，具有定位準確，軌跡明朗，實驗客觀的特點，特別適合教學示范。

以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本實用新型技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍中。