CN106781899A - 一种伽利略斜面实验演示仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种伽利略斜面实验演示仪，包括演示铁球、支撑机构和演示机构，支撑机构包括平台和支架，演示机构包括塑性材料制成的凹形轨道、电磁铁、速度感应器、感应器、和调节螺栓，所述凹形轨道固定于平台上表面，凹形轨道两端设置有左直轨道和右直轨道，所述凹形轨道、左直轨道和右直轨道两侧固定的铁球挡板上分别设置光敏传感器和LED小灯泡，电磁铁固定于左直轨道顶端的底部，感应器设置于凹形轨道的底部的内部，电磁铁和计时器通过同一个双向控制开关与电源相连接，速度感应器设置于右直轨道的顶端，调节螺栓对称设置于凹形轨道两侧底部，本发明结构简单、能更好的演示伽利略斜面实验，达到较好的学习目的。

Description

一种伽利略斜面实验演示仪
技术领域
本发明涉及教学辅助用具技术领域，具体涉及一种伽利略斜面实验演示仪。
背景技术
目前，对于伽利略斜面实验的教学比较偏向于理论方面，在演示实验方面还比较薄弱，通常教师所做实验的用具比较粗糙及简陋，难以起到想要达到的教学目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、能更好的演示伽利略斜面实验，达到较好的学习目的伽利略斜面实验演示仪。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种伽利略斜面实验演示仪，其特征在于：包括演示铁球、支撑机构和演示机构，所述支撑机构包括平台和设置于平台底部两侧用于支撑平台的支架，所述演示机构包括塑性材料制成的凹形轨道、电磁铁、速度感应器、感应器、和调节螺栓，所述凹形轨道底部固定于平台上表面，凹形轨道两端设置有与其顶端相切的左直轨道和右直轨道，所述凹形轨道、左直轨道和右直轨道两侧固定有铁球挡板，所述一侧的铁球挡板上设置有延其长度方向分布的的长通槽，所述另一侧的铁球挡板上设置有延其长度方向分布的对称的长凹槽，所述长通槽上固定设置有多个无缝隙并排安装的光敏传感器，所述长凹槽上固定设置有多个与光敏传感器相对应的LED小灯泡，所述电磁铁固定于左直轨道顶端的底部，所述感应器设置于凹形轨道的底部的内部，所述感应器通过线路与计时器相连接，所述电磁铁和计时器通过同一个双向控制开关与电源相连接，所述速度感应器设置于右直轨道的顶端，所述速度感应器通过线路与显示屏相连接，所述调节螺栓对称设置于凹形轨道两侧底部，所述调节螺栓的螺杆穿过底座上的螺纹通孔与凹形轨道固定连接，所述演示铁球可通过电磁铁吸附固定于左直轨道的顶部。
进一步优选的，所述调节螺栓的螺杆每间隔3mm喷涂有不同的标记颜色。
进一步优选的，所述左直导轨底部中间位置设置有电动直线滑台，所述电动直线滑台的两端通过连接柱与左直导轨固定连接，所述电磁铁固定设置于电动直线滑台的滑块上。
本发明的有益效果：
1．结构简单、能较好的演示伽利略斜面实验，达到学习目的。
2.通过LED小灯泡的明亮可以清晰明了的看出演示小球的下降高度与上升高度。
3．左直轨道上可移动的电磁铁可任意调节铁球的高度。
4.可以精确的计时，进而定量分析实验演示小球的即时速度的理论值与实验值是否相同。
5.调节螺栓可改变凹形轨道的倾斜度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为A-A剖视图；
图3为电动直线滑台的结构示意图。
图面说明：1、演示铁球，2、支架，3、平台，4、右直轨道，5、凹形轨道，6、左直轨道，7、电磁铁，8、LED小灯泡，9、计时器，10、调节螺栓，11、感应器，12、光敏传感器，13、速度感应器，14、显示屏，15、电动直线滑台，16、连接柱，17、铁球挡板。
具体实施方式
结合附图详细描述本发明的技术方案，一种伽利略斜面实验演示仪，其特征在于：
包括演示铁球1、支撑机构和演示机构，所述支撑机构包括平台3和设置于平台底部两侧用于支撑平台的支架2，所述演示机构包括塑性材料制成的凹形轨道5、电磁铁7、速度感应器13、感应器11、和调节螺栓10，所述凹形轨道底部固定于平台上表面，凹形轨道两端设置有与其顶端相切的左直轨道6和右直轨道4，所述凹形轨道、左直轨道和右直轨道两侧固定有铁球挡板17，所述一侧的铁球挡板上设置有延其长度方向分布的的长通槽，所述另一侧的铁球挡板上设置有延其长度方向分布的对称的长凹槽，所述长通槽上固定设置有多个无缝隙并排安装的光敏传感器12，所述长凹槽上固定设置有多个与光敏传感器相对应的LED小灯泡8，所述电磁铁固定于左直轨道顶端的底部，所述感应器设置于凹形轨道的底部的内部，所述感应器通过线路与计时器9相连接，所述电磁铁和计时器通过同一个双向控制开关与电源相连接，所述速度感应器设置于右直轨道的顶端，所述速度感应器通过线路与显示屏14相连接，所述调节螺栓对称设置于凹形轨道两侧底部，所述调节螺栓的螺杆穿过底座上的螺纹通孔与凹形轨道固定连接，所述演示铁球可通过电磁铁吸附固定于左直轨道的顶部；所述调节螺栓的螺杆每间隔3mm喷涂有不同的标记颜色；可精确调节螺栓的高度，进而调节凹形轨道的弧度，所述左直导轨底部中间位置设置有电动直线滑台15，所述电动直线滑台的两端通过连接柱16与左直导轨固定连接，所述电磁铁固定设置于电动直线滑台的滑块上。
本发明的工作原理如下：电磁铁和计时器通过一个双向开关与电源相连接，当计电磁铁通电时，将演示铁球吸附固定于左直轨道上，此时计时器为关闭状态，当电磁铁断电时，演示铁球不再被电磁铁所吸附，开始在左直轨道上滑动，同时计时器可开始通电工作，将在铁球挡板上分别设置光敏传感器和LED小灯泡，每一个光敏传感器可通过延时电路控制一个其相对应的LED小灯泡的亮灭，当演示铁球经过光敏传感器时，光敏传感器控制LED小灯泡熄灭，过观察灯泡的明灭，进而观察到小球最终滑至右直轨道的最高处的地方与小球起始滑落的高度相同。
调节凹形轨道右侧的调节螺栓，使右直轨道处于水平位置，当演示小球经过感应器时，感应器控制计时器关闭，计时器得出演示铁球从起始点到达最凹形轨道最低点所用的时间，然后经过物理计算，得出演示小球在此点的即时速度，当演示铁球经过速度感应器时，演示铁球在该处的即时速度在显示屏中显示出来，通过与物理方法计算出的演示铁球的即时速度相同（因演示铁球与轨道摩擦力较小，能量损耗可忽略不计），从而能够直观的演示出伽利略的斜面实验。
以上显示和描述了本发明的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围。

Claims (3)

1.一种伽利略斜面实验演示仪，其特征在于：包括演示铁球、支撑机构和演示机构，所述支撑机构包括平台和设置于平台底部两侧用于支撑平台的支架，所述演示机构包括塑性材料制成的凹形轨道、电磁铁、速度感应器、感应器、和调节螺栓，所述凹形轨道底部固定于平台上表面，凹形轨道两端设置有与其顶端相切的左直轨道和右直轨道，所述凹形轨道、左直轨道和右直轨道两侧固定有铁球挡板，所述一侧的铁球挡板上设置有延其长度方向分布的的长通槽，所述另一侧的铁球挡板上设置有延其长度方向分布的对称的长凹槽，所述长通槽上固定设置有多个无缝隙并排安装的光敏传感器，所述长凹槽上固定设置有多个与光敏传感器相对应的LED小灯泡，所述电磁铁固定于左直轨道顶端的底部，所述感应器设置于凹形轨道的底部的内部，所述感应器通过线路与计时器相连接，所述电磁铁和计时器通过同一个双向控制开关与电源相连接，所述速度感应器设置于右直轨道的顶端，所述速度感应器通过线路与显示屏相连接，所述调节螺栓对称设置于凹形轨道两侧底部，所述调节螺栓的螺杆穿过底座上的螺纹通孔与凹形轨道固定连接，所述演示铁球可通过电磁铁吸附固定于左直轨道的顶部。
2.根据权利要求1所述的一种伽利略斜面实验演示仪，其特征在于：所述调节螺栓的螺杆每间隔3mm喷涂有不同的标记颜色。
3.根据权利要求1所述的一种伽利略斜面实验演示仪，其特征在于：所述左直导轨底部中间位置设置有电动直线滑台，所述电动直线滑台的两端通过连接柱与左直导轨固定连接，所述电磁铁固定设置于电动直线滑台的滑块上。
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