專利名稱：基于阻尼振動的振幅漸減函數(shù)圖像繪制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種數(shù)學(xué)教具，具體的說，涉及的是:繪制振幅逐漸減小的正弦函數(shù)圖像的教具。
背景技術(shù)：
數(shù)學(xué)教學(xué)中常常涉及三角函數(shù)圖像的繪制，比如繪制正弦函數(shù)圖像，再比如繪制余弦函數(shù)圖像，教學(xué)中也需要在豎直面(比如黑板)繪制振幅逐漸減小的正弦函數(shù)圖像，徒手不便于繪制該圖像，而且，徒手繪制該圖像，導(dǎo)致后期的分析、繪圖不夠準(zhǔn)確，甚至出現(xiàn)結(jié)論和圖像不一致的情況。所以，教學(xué)中需要這樣一種裝置:能準(zhǔn)確繪制振幅逐漸減小的正弦函數(shù)圖像。

實用新型內(nèi)容為了彌補現(xiàn)有教具的不足，本實用新型提出一種基于阻尼振動的振幅漸減函數(shù)圖像繪制裝置，該裝置可以準(zhǔn)確繪制振幅逐漸減小的正弦(或者余弦)函數(shù)圖像。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:基于阻尼振動的振幅漸減函數(shù)圖像繪制裝置，包括水平桿、豎直桿、彈簧、重物、筆，其特征是:水平桿的一端和豎直桿的一端固定連接，且水平桿和豎直桿垂直，水平桿固定連接彈簧的一端，且彈簧呈豎直方向，彈簧的另一端不僅固定連接一個重物，而且連接一支筆，且筆桿呈水平方向，且筆的書寫端略突出水平桿和豎直桿所確定的平面，豎直桿在和筆同一水平高度的位置有一個小孔。本實用新型的有益效果是:能準(zhǔn)確繪制振幅逐漸減小的正弦函數(shù)圖像，該教具是教學(xué)的有益補充。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型側(cè)視圖。圖中1-水平桿，2-豎直桿，3-彈簧，4-筆，5-重物，6-小孔。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型的設(shè)計和使用進(jìn)一步說明。參見附圖1，米用木條制作水平桿I和豎直桿2,把水平桿I的一端和豎直桿2 —端固定連接，比如采用榫接，或者采用膠結(jié)，而且，水平桿I和豎直桿2垂直。水平桿I的長度可以采用30cm,豎直桿2的高度可以采用60cm。水平桿I固定連接彈簧3的一端，且彈簧3呈豎直方向。彈簧3可以用螺絲釘固定在木制的水平桿I。在彈簧3的另一端(也就是彈簧3的下端)固定連接一個重物5，并且在彈簧3的下端固定連接一個筆4，并且筆4的筆桿呈水平方向，筆4可以用記號筆，也可以用粉筆，筆4可以綁在彈簧3的下端，也可以用膠固定在彈簧3的下端。且筆4的書寫端略突出水平桿I和豎直桿2所確定的平面。豎直桿2在和筆4同一水平高度的位置有一個小孔6。小孔6的直徑可以在0.5cm至2 cm之間,優(yōu)選直徑1cm。彈簧3可以采用直徑為2cm、原長為30cm、勁度系數(shù)(也稱為彈性系數(shù))為20N/m的彈簧，重物5可以采用0.2kg的鐵板。參見附圖2，是本實用新型的側(cè)視圖(為使圖簡潔，沒有繪出小孔6)，附圖2意在說明以下兩點，第一:筆4的書寫端略突出水平桿I和豎直桿2所確定的平面。第二:重物5為板狀。由動力學(xué)知識可以知道:理想狀況時，豎直面上的彈簧振子做等幅的簡諧運動，簡諧運動的圖像為正弦(或者稱余弦)函數(shù)圖像。實際情況是:豎直面上的彈簧振子做振幅逐漸減小的振動，其圖像為振幅逐漸減小的正弦(或者稱為余弦)函數(shù)圖像。利用此規(guī)律，很容易理解本實用新型的使用方法:第一步，在黑板上繪制一條水平線，第二步，把本實用新型靠在黑板上，且水平桿I和豎直桿2靠著黑板面，并且使豎直桿2呈豎直位置(同時水平桿I呈水平位置)，且透過小孔6可以看到在黑板上繪制的水平線，第三步，用手把重物5豎直向下拉動一定距離，比如拉動10cm，此時，筆4的書寫端和黑板有接觸且有壓力，第四步，釋放重物5，重物5開始做振動，第五步，沿著水平方向勻速推動本實用新型，在推動過程中，保持豎直桿2仍然處于豎直位置，且透過小孔6總能看到黑板上的繪制的水平線。由此，筆4的書寫端就在黑板上準(zhǔn)確的繪制出振幅逐漸減小的正弦(也可以稱為余弦)函數(shù)圖像。由此可見，小孔6的作用是確定推動過程中，振動的平衡位置總在一條直線上。因為實際情況下，重物5做的是阻尼振動，又因為筆4和黑板之間有一定的阻力(也可稱為阻尼)，所以，振幅衰減，在重物5振動振幅衰減的過程中，水平推動本實用新型，就可以在黑板上繪制出振幅逐漸減小的函數(shù)圖像，從而解決本實用新型要解決的技術(shù)問題。在本實用新型，筆4的書寫端略突出水平桿I和豎直桿2所確定的平面，作為本領(lǐng)域技術(shù)人員，應(yīng)當(dāng)知曉本實用新型所述的“略”字含義，倘若筆4的書寫端低于水平桿I和豎直桿2所確定的平面，那么筆4的書寫端就不能和黑板接觸，也就畫不出圖像。筆4的書寫端略突出水平桿I和豎直桿2所確定的平面，有兩個作用:1，繪制圖像，2，提供阻尼。筆4的書寫端突出較多時，阻力較大，突出較少時，阻力較小。本實用新型采用板狀重物5更優(yōu)的原因是:減少重物5和黑板的擦碰。倘若重物5是較大的圓球形，那么，重物5可能會和黑板擦碰——這固然屬于阻尼的一種，但是，這樣會導(dǎo)致振幅衰減太快。作為本領(lǐng)域技術(shù)人員，應(yīng)當(dāng)知曉彈簧3直徑不宜太粗，否則，在使用的時候，會導(dǎo)致筆4的書寫端和黑板面接觸不上。本實用新型可以準(zhǔn)確繪制振幅逐漸減小的正弦函數(shù)圖像。
權(quán)利要求1.基于阻尼振動的振幅漸減函數(shù)圖像繪制裝置，包括水平桿(I)、豎直桿(2)、彈簧(3)、重物(5)、筆(4)，其特征是:水平桿(I)的一端和豎直桿(2)的一端固定連接，且水平桿(I)和豎直桿(2 )垂直，水平桿(I)固定連接彈簧(3 )的一端，且彈簧(3 )呈豎直方向，彈簧(3)的另一端不僅固定連接一個重物(5)，而且連接一支筆(4)，且筆桿呈水平方向，且筆(4)的書寫端略突出水平桿(I)和豎直桿(2)所確定的平面，豎直桿(I)在和筆(4)同一水平高度的位置有一個小孔(6)。
專利摘要基于阻尼振動的振幅漸減函數(shù)圖像繪制裝置，本實用新型涉及的是一種用于繪制振幅漸小的正弦函數(shù)圖像的教具，徒手不便于繪制該圖像，本實用新型可以準(zhǔn)確繪制該圖像，所采用的技術(shù)方案是水平桿(1)的一端和豎直桿(2)的一端固定連接，且水平桿(1)和豎直桿(2)垂直，水平桿(1)固定連接彈簧(3)的一端，且彈簧(3)呈豎直方向，彈簧(3)的另一端不僅固定連接一個重物(5)，而且連接一支筆(4)，且筆桿呈水平方向，且筆(4)的書寫端略突出水平桿(1)和豎直桿(2)所確定的平面，豎直桿(1)在和筆(4)同一水平高度的位置有一個小孔(6)。有益效果是能準(zhǔn)確繪制振幅逐漸減小的正弦函數(shù)圖像。
文檔編號B43L11/00GK202986531SQ20132000831
公開日2013年6月12日 申請日期2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月8日
發(fā)明者李國東 申請人:李國東