本發(fā)明涉及一種教學(xué)演示裝置，具體為一種基于振動動力學(xué)的教學(xué)演示裝置，屬于動力學(xué)教學(xué)設(shè)備應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

受迫振動是振動系統(tǒng)在周期性的外力作用下，其所發(fā)生的振動稱為受迫振動，這個周期性的外力稱為驅(qū)動力，在高中物理教學(xué)中受迫振動與共振演示實驗是必學(xué)的一節(jié)課，能夠幫助學(xué)生理解在振動力學(xué)的作用下物體的運動狀態(tài)。傳統(tǒng)的振動力學(xué)實驗設(shè)備比較簡單，學(xué)生只能估計砝碼運動的相關(guān)參數(shù)，使得實驗的精準(zhǔn)性不足，并且傳動過程為人力傳動，使得砝碼受力不平穩(wěn)。因此，針對上述問題提出一種基于振動動力學(xué)的教學(xué)演示裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種基于振動動力學(xué)的教學(xué)演示裝置。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的，一種基于振動動力學(xué)的教學(xué)演示裝置，包括支架、第一彈簧、第二彈簧以及砝碼；所述支架頂部設(shè)有限位滑座，且限位滑座連接頂桿；所述頂桿底部連接第一彈簧，且第一彈簧底部連接砝碼；所述砝碼底部連接第二彈簧，且第二彈簧兩端均設(shè)有掛鉤；所述第二彈簧底部設(shè)有活動桿，且活動桿固定在限位套管內(nèi)部；所述活動桿連接傳動箱，且活動桿側(cè)壁設(shè)有第一齒輪；所述傳動箱連接驅(qū)動電機(jī)，且驅(qū)動電機(jī)連接第二齒輪；所述第二齒輪連接控制電箱；所述砝碼頂部設(shè)有定位桿，且定位桿連接定位架；所述定位架連接連桿，且連桿一端設(shè)有定位槽；所述定位槽內(nèi)部設(shè)有水筆；所述支架連接白板，且白板表面上設(shè)有板擦和刻度表；所述支架底部連接底板。

優(yōu)選的，所述第一齒輪與所述第二齒輪相互嚙合連接。

優(yōu)選的，所述砝碼兩端均設(shè)有所述掛鉤，且第一彈簧和第二彈簧對稱固定在砝碼的兩端。

優(yōu)選的，所述定位桿通過螺紋連接所述定位架，且定位桿與砝碼表面緊密貼合。

優(yōu)選的，所述水筆垂直固定在所述白板頂部。

本發(fā)明的有益效果是：該種教學(xué)演示裝置對傳統(tǒng)的受迫振動與共振演示實驗設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn)，使其能夠更為精確、便捷的記錄下砝碼的運動參數(shù)，從而提高實驗的可靠性；設(shè)有定位架和水筆，能夠?qū)⑺P與砝碼連接在一起，使得水筆可跟隨砝碼共同運動，并能將運動軌跡準(zhǔn)確的繪制在白板上，學(xué)生可根據(jù)白板上的圖形軌跡并依照刻度表記錄下相關(guān)的實驗參數(shù)，從而大大加快了實驗的完成速度，加深學(xué)生對共振過程的理解；采用驅(qū)動電機(jī)、齒輪傳動機(jī)構(gòu)替代傳統(tǒng)的手動把手驅(qū)動的方式，使得活動桿周期運動過程更為穩(wěn)定，受力更為均勻，并增加有控制電箱可對驅(qū)動電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)以及轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，還可顯示當(dāng)前的工作電流、電壓。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明定位架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明齒輪配合結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、頂桿，2、限位滑座，3、支架，4、白板，401、板擦，402、刻度表，5、水筆，6、第一彈簧，7、砝碼，8、掛鉤，9、第二彈簧，10、限位套管，11、活動桿，1101、第一齒輪，12、傳動箱，13、驅(qū)動電機(jī)，1301、第二齒輪，14、控制電箱，15、底板，16、定位槽，17、連桿，18、定位架，19、定位桿。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請參閱圖1-3所示，一種基于振動動力學(xué)的教學(xué)演示裝置，包括支架3、第一彈簧6、第二彈簧9以及砝碼7；所述支架3頂部設(shè)有限位滑座2，限位滑座2用于調(diào)節(jié)支架3上的各個連接部件的位置；所述限位滑座2連接頂桿1；所述頂桿1底部連接第一彈簧6；所述第一彈簧6底部連接砝碼7；所述砝碼7底部連接第二彈簧9；所述第二彈簧9兩端均設(shè)有掛鉤8，砝碼7可在兩個彈簧的作用下運動，根據(jù)砝碼7的運動軌跡可分析受迫振動與共振的動力特性；所述第二彈簧9底部設(shè)有活動桿11；所述活動桿11固定在限位套管10內(nèi)部，活動桿11可在限位套管10內(nèi)上下運動進(jìn)而帶動第二彈簧9運動；所述活動桿11連接傳動箱12，傳動箱12內(nèi)部為齒輪傳動機(jī)構(gòu)；所述活動桿11側(cè)壁設(shè)有第一齒輪1101；所述傳動箱12連接驅(qū)動電機(jī)13，驅(qū)動電機(jī)13可控制活動桿11的運動過程；所述驅(qū)動電機(jī)13連接第二齒輪1301；所述第二齒輪1301連接控制電箱14，控制電箱14可對驅(qū)動電機(jī)13的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)以及轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，還可顯示當(dāng)前的工作電流、電壓；所述砝碼7頂部設(shè)有定位桿19；所述定位桿19連接定位架18；所述定位架18連接連桿17；所述連桿17一端設(shè)有定位槽16；所述定位槽16內(nèi)部設(shè)有水筆5；所述支架3連接白板4；所述白板4表面上設(shè)有板擦401和刻度表402，可通過板擦401擦去筆跡，刻度表402便于學(xué)生記錄砝碼7的運動參數(shù)；所述支架3底部連接底板15。

作為本發(fā)明的一種技術(shù)優(yōu)化方案，所述第一齒輪1101與所述第二齒輪1301相互嚙合連接，使得活動桿11可上下運動。

作為本發(fā)明的一種技術(shù)優(yōu)化方案，所述砝碼7兩端均設(shè)有所述掛鉤8，且第一彈簧6和第二彈簧9對稱固定在砝碼7的兩端，使得砝碼7可穩(wěn)定的運動。

作為本發(fā)明的一種技術(shù)優(yōu)化方案，所述定位桿19通過螺紋連接所述定位架18，且定位桿19與砝碼7表面緊密貼合，使得水筆5可跟隨砝碼7一起運動。

作為本發(fā)明的一種技術(shù)優(yōu)化方案，所述水筆5垂直固定在所述白板4頂部，水筆5可將砝碼7的運動軌跡畫在白板1上，學(xué)生可根據(jù)繪出的軌跡得到準(zhǔn)確的運動參數(shù)。

本發(fā)明在使用時，將第一彈簧6掛在頂桿1上，在第一彈簧6的底部連接上砝碼7，在砝碼7的底部安裝上第二彈簧9，安裝完畢后轉(zhuǎn)動定位桿19使得定位架18固定在砝碼7的外部然后轉(zhuǎn)動水筆5，使其垂直固定在白板4的頂部，將控制電箱14接入電源，然后調(diào)節(jié)驅(qū)動電機(jī)13的轉(zhuǎn)速，第二齒輪1301帶動第一齒輪1101轉(zhuǎn)動，此時活動桿11在限位套管10內(nèi)部滑動，進(jìn)而使得第二彈簧9拉伸，砝碼7在振動力的作用下運動，此時水筆5在白板4上繪出砝碼7的運動軌跡，學(xué)生可依照刻度表402記錄下運動參數(shù)，進(jìn)行分析。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。