CN105894914A - 一种高中物理平抛运动演示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种演示装置，尤其涉及一种高中物理平抛运动演示装置。本发明要解决的技术问题是提供一种演示过程直观、操作简单、学生容易理解的高中物理平抛运动演示装置。为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种高中物理平抛运动演示装置，包括有底板、左侧板、原料箱、气缸Ⅲ、支杆、平沙地、7型支架、上轴承座、下轴承座、电机Ⅰ、丝杆、螺母、气缸Ⅰ、拇指气缸、固定板、导向板、电机Ⅱ、左轴承座、右轴承座、滚筒、拉线、箱体、进料斗、电磁铁Ⅰ、电磁铁Ⅱ、弹簧、右侧板、电磁铁Ⅲ和铁块，底板上从左至右依次设置有左侧板、原料箱、气缸Ⅲ。本发明达到了演示过程直观、操作简单、学生容易理解的效果。

Description

一种高中物理平抛运动演示装置
技术领域
本发明涉及一种演示装置，尤其涉及一种高中物理平抛运动演示装置。
背景技术
资深物理专家指出，高中物理是高中理科基础之一，是研究运动最一般规律和物质基本结构的学科。作为自然科学的带头学科，物理学研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律，因此成为其他各自然学科的研究基础，它的理论结构充分的运用数学作为自己的工作语言，以实验作为检验理论正确性的唯一标准，它是当今最精密的一门自然学学科。
物体以一定的初始速度水平方向抛出，如果物体仅受重力作用，这样的运动就叫做平抛运动。
现有的演示装置存在对物理平抛运动演示过程不直观、操作复杂、学生难以理解的缺点，因此亟需研发一种演示过程直观、操作简单、学生容易理解的高中物理平抛运动演示装置。
发明内容
（1）要解决的技术问题
本发明为了克服对物理平抛运动演示过程不直观、操作复杂、学生难以理解的缺点，本发明要解决的技术问题是提供一种演示过程直观、操作简单、学生容易理解的高中物理平抛运动演示装置。
（2）技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种高中物理平抛运动演示装置，包括有底板、左侧板、原料箱、气缸Ⅲ、支杆、平沙地、7型支架、上轴承座、下轴承座、电机Ⅰ、丝杆、螺母、气缸Ⅰ、拇指气缸、固定板、导向板、电机Ⅱ、左轴承座、右轴承座、滚筒、拉线、箱体、进料斗、电磁铁Ⅰ、电磁铁Ⅱ、弹簧、右侧板、电磁铁Ⅲ和铁块，底板上从左至右依次设置有左侧板、原料箱、气缸Ⅲ，支杆和平沙地，左侧板右侧上从上至下依次设置有7型支架、上轴承座、下轴承座和电机Ⅰ，电机Ⅰ和上轴承座之间连接有丝杆，丝杆下端与电机Ⅰ连接，丝杆上安装有螺母，螺母的右侧连接有气缸Ⅰ，气缸Ⅰ的右侧连接有拇指气缸，7型支架内右侧设置有固定板和导向板，固定板位于导向板上方，固定板底部从左至右依次设置有电机Ⅱ、左轴承座和右轴承座，左轴承座和右轴承座之间设置有滚筒，滚筒左端与电机Ⅱ连接，滚筒上绕有拉线，导向板上开有导孔，气缸Ⅲ和支杆顶部铰接连接有箱体，箱体顶部设置有进料斗，箱体内左侧设置有电磁铁Ⅰ，电磁铁Ⅰ右侧设置有电磁铁Ⅱ，电磁铁Ⅰ和电磁铁Ⅱ之间连接有弹簧，箱体右侧设置有右侧板，右侧板底部设置有电磁铁Ⅲ，箱体内底部右侧设置有铁块，拉线另一端连接在右侧板上。
优选地，还包括挡板，底板上设有挡板，挡板位于平沙地右侧。
优选地，还包括有照明灯，照明灯设置在7型支架底部。
优选地，电机Ⅰ为伺服电机。
工作原理：初始时，电磁铁Ⅰ和电磁铁Ⅱ处于通电状态，电磁铁Ⅰ和电磁铁Ⅱ相吸，当要进行物理平抛运动演示时，首先将空心球和实心球放置在原料箱内，启动电机Ⅰ顺时针转动，电机Ⅰ顺时针转动带动丝杆顺时针转动，丝杆带动螺母和气缸Ⅰ向下运动，拇指气缸将夹住实心球，当夹住实心球之后，控制电机Ⅰ逆时针转动，电机Ⅰ逆时针转动带动丝杆逆时针转动，丝杆带动螺母向上运动，当运动到适当位置时，控制气缸Ⅰ伸长，气缸Ⅰ伸长带动拇指气缸向右运动，当拇指气缸和实心球位于箱体上的进料斗上方时，关闭气缸Ⅰ，同时松开拇指气缸，实心球就会掉落在箱体内。再启动电机Ⅱ顺时针转动，电机Ⅱ顺时针转动将滚筒收拉线，使右侧板逆时针旋转90°，右侧板将会和箱体顶部处于水平状态，关闭电机Ⅰ，然后对电磁铁Ⅰ和电磁铁Ⅱ断电，弹簧反弹，电磁铁Ⅱ将实心球弹出在平沙地上，实心球弹出后，控制电机Ⅱ逆时针转动，电机Ⅱ逆时针转动将滚筒放拉线，同时对电磁铁Ⅲ通电，使右侧板顺时针旋转90°，当电磁铁Ⅲ通电并与铁块接触时，电磁铁Ⅲ将吸住铁块，右侧板将重新盖住，再关闭电机Ⅱ。重复上述操作，将拇指气缸夹住空心球，并使电磁铁Ⅱ将空心球抛出，如此可观看实心球和空心球平抛在平沙地上的距离长短，同时还可以启动气缸Ⅲ伸长，因为气缸Ⅲ与箱体铰接连接，支杆也与箱体铰接连接，所以气缸Ⅲ伸长使箱体处于左高右低的状态，可观察不同角度弹出的实心球和空心球距离的长短，所有演示完毕后关闭气缸Ⅱ即可。
因为还包括挡板，底板上设有挡板，挡板位于平沙地右侧，球体被弹簧弹出后，挡板能够挡住球体不被弹出海绵外侧。
因为还包括照明灯，照明灯设置在7型支架底部，当要使用本装置在夜晚进行演示时，可开启照明灯，就能看清楚弹出的实心球和空心球弹在平沙地上的距离长短。
因为电机Ⅰ为伺服电机，能更好的控制其转速。
（3）有益效果
本发明达到了演示过程直观、操作简单、学生容易理解的效果。
附图说明
图1为本发明的第一种主视结构示意图。
图2为本发明的第二种主视结构示意图。
图3为本发明的第三种主视结构示意图。
附图中的标记为：1-底板，2-左侧板，3-原料箱，4-气缸Ⅲ，5-支杆，6-平沙地，7-7型支架，8-上轴承座，9-下轴承座，10-电机Ⅰ，11-丝杆，12-螺母，13-气缸Ⅰ，14-拇指气缸，15-固定板，16-导向板，17-电机Ⅱ，18-左轴承座，19-右轴承座，20-滚筒，21-拉线，22-箱体，23-进料斗，24-电磁铁Ⅰ，25-电磁铁Ⅱ，26-弹簧，27-右侧板，28-电磁铁Ⅲ，29-铁块，30-挡板，31-照明灯。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种高中物理平抛运动演示装置，如图1-3所示，包括有底板1、左侧板2、原料箱3、气缸Ⅲ4、支杆5、平沙地6、7型支架7、上轴承座8、下轴承座9、电机Ⅰ10、丝杆11、螺母12、气缸Ⅰ13、拇指气缸14、固定板15、导向板16、电机Ⅱ17、左轴承座18、右轴承座19、滚筒20、拉线21、箱体22、进料斗23、电磁铁Ⅰ24、电磁铁Ⅱ25、弹簧26、右侧板27、电磁铁Ⅲ28和铁块29，底板1上从左至右依次设置有左侧板2、原料箱3、气缸Ⅲ4，支杆5和平沙地6，左侧板2右侧上从上至下依次设置有7型支架7、上轴承座8、下轴承座9和电机Ⅰ10，电机Ⅰ10和上轴承座8之间连接有丝杆11，丝杆11下端与电机Ⅰ10连接，丝杆11上安装有螺母12，螺母12的右侧连接有气缸Ⅰ13，气缸Ⅰ13的右侧连接有拇指气缸14，7型支架7内右侧设置有固定板15和导向板16，固定板15位于导向板16上方，固定板15底部从左至右依次设置有电机Ⅱ17、左轴承座18和右轴承座19，左轴承座18和右轴承座19之间设置有滚筒20，滚筒20左端与电机Ⅱ17连接，滚筒20上绕有拉线21，导向板16上开有导孔，气缸Ⅲ4和支杆5顶部铰接连接有箱体22，箱体22顶部设置有进料斗23，箱体22内左侧设置有电磁铁Ⅰ24，电磁铁Ⅰ24右侧设置有电磁铁Ⅱ25，电磁铁Ⅰ24和电磁铁Ⅱ25之间连接有弹簧26，箱体22右侧设置有右侧板27，右侧板27底部设置有电磁铁Ⅲ28，箱体22内底部右侧设置有铁块29，拉线21另一端连接在右侧板27上。
还包括挡板30，底板1上设有挡板30，挡板30位于平沙地6右侧。
还包括有照明灯31，照明灯31设置在7型支架7底部。
电机Ⅰ10为伺服电机。
工作原理：初始时，电磁铁Ⅰ24和电磁铁Ⅱ25处于通电状态，电磁铁Ⅰ24和电磁铁Ⅱ25相吸，当要进行物理平抛运动演示时，首先将空心球和实心球放置在原料箱3内，启动电机Ⅰ10顺时针转动，电机Ⅰ10顺时针转动带动丝杆11顺时针转动，丝杆11带动螺母12和气缸Ⅰ13向下运动，拇指气缸14将夹住实心球，当夹住实心球之后，控制电机Ⅰ10逆时针转动，电机Ⅰ10逆时针转动带动丝杆11逆时针转动，丝杆11带动螺母12向上运动，当运动到适当位置时，控制气缸Ⅰ13伸长，气缸Ⅰ13伸长带动拇指气缸14向右运动，当拇指气缸14和实心球位于箱体22上的进料斗23上方时，关闭气缸Ⅰ13，同时松开拇指气缸14，实心球就会掉落在箱体22内。再启动电机Ⅱ17顺时针转动，电机Ⅱ17顺时针转动将滚筒20收拉线21，使右侧板27逆时针旋转90°，右侧板27将会和箱体22顶部处于水平状态，关闭电机Ⅰ10，然后对电磁铁Ⅰ24和电磁铁Ⅱ25断电，弹簧26反弹，电磁铁Ⅱ25将实心球弹出在平沙地6上，实心球弹出后，控制电机Ⅱ17逆时针转动，电机Ⅱ17逆时针转动将滚筒20放拉线21，同时对电磁铁Ⅲ28通电，使右侧板27顺时针旋转90°，当电磁铁Ⅲ28通电并与铁块29接触时，电磁铁Ⅲ28将吸住铁块29，右侧板27将重新盖住，再关闭电机Ⅱ17。重复上述操作，将拇指气缸14夹住空心球，并使电磁铁Ⅱ25将空心球抛出，如此可观看实心球和空心球平抛在平沙地6上的距离长短，同时还可以启动气缸Ⅲ4伸长，因为气缸Ⅲ4与箱体22铰接连接，支杆5也与箱体22铰接连接，所以气缸Ⅲ4伸长使箱体22处于左高右低的状态，可观察不同角度弹出的实心球和空心球距离的长短，所有演示完毕后关闭气缸Ⅱ即可。
因为还包括挡板30，底板1上设有挡板30，挡板30位于平沙地6右侧，球体被弹簧26弹出后，挡板30能够挡住球体不被弹出海绵外侧。
因为还包括照明灯31，照明灯31设置在7型支架7底部，当要使用本装置在夜晚进行演示时，可开启照明灯31，就能看清楚弹出的实心球和空心球弹在平沙地6上的距离长短。
因为电机Ⅰ10为伺服电机，能更好的控制其转速。
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种高中物理平抛运动演示装置，其特征在于，包括有底板（1）、左侧板（2）、原料箱（3）、气缸Ⅲ（4）、支杆（5）、平沙地（6）、7型支架（7）、上轴承座（8）、下轴承座（9）、电机Ⅰ（10）、丝杆（11）、螺母（12）、气缸Ⅰ（13）、拇指气缸（14）、固定板（15）、导向板（16）、电机Ⅱ（17）、左轴承座（18）、右轴承座（19）、滚筒（20）、拉线（21）、箱体（22）、进料斗（23）、电磁铁Ⅰ（24）、电磁铁Ⅱ（25）、弹簧（26）、右侧板（27）、电磁铁Ⅲ（28）和铁块（29），底板（1）上从左至右依次设置有左侧板（2）、原料箱（3）、气缸Ⅲ（4），支杆（5）和平沙地（6），左侧板（2）右侧上从上至下依次设置有7型支架（7）、上轴承座（8）、下轴承座（9）和电机Ⅰ（10），电机Ⅰ（10）和上轴承座（8）之间连接有丝杆（11），丝杆（11）下端与电机Ⅰ（10）连接，丝杆（11）上安装有螺母（12），螺母（12）的右侧连接有气缸Ⅰ（13），气缸Ⅰ（13）的右侧连接有拇指气缸（14），7型支架（7）内右侧设置有固定板（15）和导向板（16），固定板（15）位于导向板（16）上方，固定板（15）底部从左至右依次设置有电机Ⅱ（17）、左轴承座（18）和右轴承座（19），左轴承座（18）和右轴承座（19）之间设置有滚筒（20），滚筒（20）左端与电机Ⅱ（17）连接，滚筒（20）上绕有拉线（21），导向板（16）上开有导孔，气缸Ⅲ（4）和支杆（5）顶部铰接连接有箱体（22），箱体（22）顶部设置有进料斗（23），箱体（22）内左侧设置有电磁铁Ⅰ（24），电磁铁Ⅰ（24）右侧设置有电磁铁Ⅱ（25），电磁铁Ⅰ（24）和电磁铁Ⅱ（25）之间连接有弹簧（26），箱体（22）右侧设置有右侧板（27），右侧板（27）底部设置有电磁铁Ⅲ（28），箱体（22）内底部右侧设置有铁块（29），拉线（21）另一端连接在右侧板（27）上。
2.根据权利要求1所述的一种高中物理平抛运动演示装置，其特征在于，还包括挡板（30），底板（1）上设有挡板（30），挡板（30）位于平沙地（6）右侧。
3.根据权利要求1所述的一种高中物理平抛运动演示装置，其特征在于，还包括有照明灯（31），照明灯（31）设置在7型支架（7）底部。
4.根据权利要求1所述的一种高中物理平抛运动演示装置，其特征在于，电机Ⅰ（10）为伺服电机。
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