CN108877425B - 一种高中物理学习演示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高中物理学习演示装置，涉及物理教学演示领域。实现了物理演示过程直观、操作简单，同时使学生容易理解的效果。该高中物理学习演示装置，包括装载盒、受力平衡演示装置、平抛运动演示装置、重力势能演示装置和摩擦力演示装置，装载盒内部设置有受力平衡演示装置，受力平衡演示装置的左侧设置有平抛运动演示装置，平抛运动演示装置的右侧设置有重力势能演示装置，重力势能演示装置的底部设置有摩擦力演示装置。该高中物理学习演示装置，演示过程直观，操作简单，肉眼可以明显观察到演示结果，帮助学生理解学习相关物理知识。

Description

一种高中物理学习演示装置

技术领域

本发明涉及物理教学演示技术领域，特别的为一种高中物理学习演示装置。

背景技术

在高中的物理学习过程中，主要学习的物理内容是力学，其中讲述的有重力、重力势能、摩擦力、滑动阻力等等，针对这些物理力学的学习，老师仅仅通过文字描述很难描述清楚，也不利于学生的学习。现有物理教学演示装置存在演示过程不直观，导致学生难以理解、学习兴趣下降。

发明内容

本发明提供的发明目的在于提供一种高中物理学习演示装置，该高中物理学习演示装置，物理过程演示过程直观、操作简单，同时使学生容易理解。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高中物理学习演示装置，包括装载盒、受力平衡演示装置、平抛运动演示装置、重力势能演示装置和摩擦力演示装置，所述装载盒内部设置有受力平衡演示装置，所述受力平衡演示装置的右侧设置有平抛运动演示装置，所述平抛运动演示装置的右侧设置有重力势能演示装置，所述重力势能演示装置的底部设置有摩擦力演示装置。

所述装载盒，包括装载底板，所述装载底板的顶部固定安装有旋转轴，所述旋转轴的上套设有盖板，所述装载底板的底部固定安装有第一卡座，所述盖板的底部固定安装有第一卡扣。

所述受力平衡演示装置，包括移动块，所述移动块的内部固定安装有安装槽，所述安装槽的内部活动安装有滑块，所述滑块通过弹簧与安装槽活动连接，所述滑块的底部固定安装有连接杆，所述移动块的内部固定安装有第二卡座，所述第二卡座通过第二卡扣与压板固定连接，所述移动块的右侧通过转轴活动安装有定滑轮，所述移动块通过第一细绳与定滑轮活动连接，所述移动块通过第一细绳与第一演示球活动连接，所述定滑轮的右侧固定安装有支点，所述支点通过第二细绳与第一演示球固定连接。

所述平抛运动演示装置，包括放置板，所述放置板的顶部活动安装有磁性球，所述磁性球的右侧固定安装有磁性画板，所述磁性画板的内部活动安装有推杆。

所述重力演示装置，包括切断开关，所述切断开关的右侧活动安装有第二演示球，所述第二演示球的右侧固定安装有第三演示球，所述第三演示球的下方固定安装有指示灯泡。

所述摩擦力演示装置，包括支座，所述支座的顶部固定安装有气囊，所述气囊的右侧活动安装有第四演示球，所述支座的侧壁上固定安装有摩擦层，所述摩擦层的顶部活动安装有摩擦块。

优选的，所述装载底板的背面固定安装有三角支架，所述第一卡扣贯穿盖板的侧壁并延伸至盖板的外部。

优选的，所述移动块活动安装于装载底板的顶部，所述安装槽的底部开设有与连接杆相适配的滑槽。

优选的，所述压板的中心处开设有与第一细绳相适配的通孔，所述第一细绳与第二细绳之间形成六十度的夹角。

优选的，所述支点固定安装于装载底板的顶部，所述支点与定滑轮处于同一水平线上。

优选的，所述放置板和磁性画板均固定安装于装载底板正表面的内壁上，所述推杆贯穿装载底板的顶部，并延伸至装载底板的外部。

优选的，所述切断开关固定安装于装载底板正表面的内壁上，所述指示灯泡设置有与第二演示球和第三演示球相适配的通孔。

优选的，所述支座的形状为等腰梯形。

本发明提供了一种高中物理学习演示装置。具备以下有益效果：

1、该高中物理学习演示装置，通过移动块、第一细绳、第一演示球、支点和第二细绳之间的配合，但第一演示球处于平衡状态时，第二细绳处于紧绷状态，推动移动块，使第一细绳对第一演示球的拉力逐渐增大直至竖直方向的分力等于第一演示球的重力时，第二细绳出现肉眼可见的松弛状态，直观演示了力的平衡。

2、该高中物理学习演示装置，通过放置板、磁性球和磁性画板之间的配合，磁性球滑动至放置板的尽头后，在重力作用下做出平抛运动，在磁性球运动的过程中，磁性画板内铁粉被吸附磁性画板上，显示出黑色的轨迹，使学生直观的观察出平抛运动的运动过程和运动轨迹。

3、该高中物理学习演示装置，通过切断开关、第二演示球、第三演示球和指示灯泡之间的配合，当切断开关被触碰后，第二演示球和第三演示球同时下落，同时通过指示灯泡后，隔断红光，让学生可以清楚的观察到指示灯泡是同时熄灭的，直观的演示了物体下落时的状态。

4、该高中物理学习演示装置，通过气囊、第四演示球、摩擦层和摩擦块之间的配合，气囊吹动第四演示球滚动，第四演示球和摩擦块会在摩擦层上先滑动后停止，通过直观的物理现象来引导对该物理现象的思考，激发学生的学习兴趣。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明侧视图；

图3为图1中A部位放大示意图；

图4为本发明移动块内部结构示意图。

图中：1装载底板、2旋转轴、3盖板、4第一卡座、5第一卡扣、6移动块、7安装槽、8滑块、9弹簧、10连接杆、11第二卡座、12第二卡扣、13压板、14定滑轮、15第一细绳、16第一演示球、17支点、18第二细绳、19放置板、20磁性球、21磁性画板、22推杆、23切断开关、24第二演示球、25第三演示球、26指示灯泡、27支座、28气囊、29第四演示球、30摩擦层、31摩擦块、32三角支架。

具体实施方式

如图1-4所示，一种高中物理学习演示装置，包括装载盒、受力平衡演示装置、平抛运动演示装置、重力势能演示装置和摩擦力演示装置，装载盒内部设置有受力平衡演示装置，受力平衡演示装置的右侧设置有平抛运动演示装置，平抛运动演示装置的右侧设置有重力势能演示装置，重力势能演示装置的底部设置有摩擦力演示装置。

装载盒，包括装载底板1，装载底板1的底部设置有凹槽，方便回收掉落的演示球，装载底板1的顶部固定安装有旋转轴2，旋转轴2的上套设有盖板3，装载底板1的底部固定安装有第一卡座4，盖板3的底部固定安装有第一卡扣5，装载底板1的背面固定安装有三角支架32，第一卡扣5贯穿盖板3的侧壁并延伸至盖板3的外部。

受力平衡演示装置，包括移动块6，移动块6的内部固定安装有安装槽7，安装槽7的内部活动安装有滑块8，滑块8通过弹簧9与安装槽7活动连接，滑块8的底部固定安装有连接杆10，移动块6活动安装于装载底板1的顶部，安装槽7的底部开设有与连接杆10相适配的滑槽，移动块6的内部固定安装有第二卡座11，第二卡座11通过第二卡扣12与压板13固定连接，移动块6的右侧通过转轴活动安装有定滑轮14，定滑轮14使第一细绳15可以任意改变方向，但不会改变施加在第一细绳15上的力的大小，移动块6通过第一细绳15与定滑轮14活动连接，移动块6通过第一细绳15与第一演示球16活动连接，定滑轮14的右侧固定安装有支点17，支点17通过第二细绳18与第一演示球16固定连接，第二细绳18在第一演示球16处于平衡状态时始终处于紧绷的状态，压板13的中心处开设有与第一细绳15相适配的通孔，将第一细绳15穿过该通孔后，通过连接杆10与压板13的接触，将第一细绳15夹住，第一细绳15与第二细绳18之间形成六十度的夹角，方便学生取值来分析计算小球的受力情况，支点17固定安装于装载底板1的顶部，支点17与定滑轮14处于同一水平线上。

平抛运动演示装置，包括放置板19，放置板19的顶部活动安装有磁性球20，磁性球20的右侧固定安装有磁性画板21，放置板19和磁性画板21均固定安装于装载底板1正表面的内壁上，推杆22贯穿装载底板1的顶部，并延伸至装载底板1的外部，磁性画板21的内部活动安装有推杆22。

重力演示装置，包括切断开关23，切断开关23的右侧活动安装有第二演示球24，第二演示球24的右侧固定安装有第三演示球25，第二演示球24的重量小于第三演示球25的重量，第二演示球24的底端和第三演示球25的底端处于同一水平线，装载底板1的内部设置有与第二演示球24和第三演示球25位置对应的电磁铁，该点磁体将第二演示球24和第三演示球25吸附于装载底板1上，该电磁铁由切断开关23控制，第三演示球25的下方固定安装有指示灯泡26，指示灯泡26的数量为两个，装载底板1的内设置有与指示灯泡26位置对应的红光发射器，通过发射红光将两个指示灯泡26照亮，切断开关23固定安装于装载底板1正表面的内壁上，指示灯泡26设置有与第二演示球24和第三演示球25相适配的通孔。

摩擦力演示装置，包括支座27，支座27的形状为等腰梯形，支座27的顶部固定安装有气囊28，气囊28的右侧活动安装有第四演示球29，支座27的侧壁上固定安装有摩擦层30，摩擦层30的顶部活动安装有摩擦块31。

使用时，在演示物体受力平衡时，在第一演示球16处于受力平衡状态时，第二细绳18始终处于紧绷状态，向左缓慢推动移动块6，使第一细绳15对第一演示球16的拉力逐渐变大，当第一细绳15在竖直方向的分力等于第一演示球16的重力时，第二细绳18由紧绷状态变为肉眼可见的松弛状，进行平抛运动演示时，推动活动安装于移动块6上的滑块8，滑块8带动连接杆10移动，使连接杆10不再与压板13接触，第一演示球16在重力的作用下，以支点17为圆心下摆，当第一演示球16下摆至最低点时，与磁性球20接触，通过碰撞使磁性球20在放置板19上以一定的速度开始滑动，此时结合第一演示球16的下摆并利用相关的物理公式计算出磁性球20的初始速度，当磁性球20滚动至放置板19的尽头后，在重力作用下做出平抛运动，在磁性球20运动过程中，磁性画板21中铁粉在磁性球20的吸引下，在磁性画板21上形成可见的黑色轨迹，随着磁性球20的运动，磁性球20会落在切断开关23上，此时第二演示球24和第三演示球25失去磁力的吸引而同时掉落，由于物体下落的时间与物体质量无关，所以第二演示球24和第三演示球25会同时通过指示灯泡26遮挡红光，使观察者可以观察到两个指示灯泡26同时熄灭的，完成了重力演示，当第二演示球24和第三演示球25落在气囊上28时，由于重力的做功使第二演示球24和第三演示球25产生能量，通过对撞击气囊28产生气流吹动第四演示球29，使第四演示球29滚动至设置与支座27侧壁上的摩擦层30，观察者可以观察到第四演示球29与摩擦块31接触后，会先推动摩擦块31在摩擦层30上滑动一段距离后停下，这是由于第四演示球29在滚动时产生的加速度，使摩擦块31的瞬间加速度产生的力大于摩擦块31的摩擦力，使第四演示球29和摩擦块31在摩擦层30上移动，在滑动阻力的影响下，使第四演示球29和摩擦块31在摩擦层30上停止滑动，完成了摩擦力的演示，完成所有演示后，通过旋转轴2打开盖板3，将落入装载底板1底部的凹槽中的球体放回原位置即可，滑动推杆22便可将磁性画板21上的黑色轨迹擦除，将压板13取下后，将第一细绳15穿过开设在压板13上通孔后，在扣上压板13，使第二细绳18恢复紧绷状态，完成对第一演示球16初始状态的重置。

Claims (6)

1.一种高中物理学习演示装置，包括装载盒、受力平衡演示装置、平抛运动演示装置、重力势能演示装置和摩擦力演示装置，其特征在于：所述装载盒内部设置有受力平衡演示装置，所述受力平衡演示装置的右侧设置有平抛运动演示装置，所述平抛运动演示装置的右侧设置有重力势能演示装置，所述重力势能演示装置的底部设置有摩擦力演示装置；

所述受力平衡演示装置、平抛运动演示装置、重力势能演示装置和摩擦力演示装置之间串联动作；

所述装载盒，包括装载底板(1)，所述装载底板(1)的顶部固定安装有旋转轴(2)，所述旋转轴(2)的上套设有盖板(3)，所述装载底板(1)的底部固定安装有第一卡座(4)，所述盖板(3)的底部固定安装有第一卡扣(5)；

所述受力平衡演示装置，包括移动块(6)，所述移动块(6)的内部固定安装有安装槽(7)，所述安装槽(7)的内部活动安装有滑块(8)，所述滑块(8)通过弹簧(9)与安装槽(7)活动连接，所述滑块(8)的底部固定安装有连接杆(10)，所述移动块(6)的内部固定安装有第二卡座(11)，所述第二卡座(11)通过第二卡扣(12)与压板(13)固定连接，所述移动块(6)的右侧通过转轴活动安装有定滑轮(14)，所述移动块(6)通过第一细绳(15)与定滑轮(14)活动连接，所述移动块(6)通过第一细绳(15)与第一演示球(16)活动连接，所述定滑轮(14)的右侧固定安装有支点(17)，所述支点(17)通过第二细绳(18)与第一演示球(16)固定连接；

所述平抛运动演示装置，包括放置板(19)，所述放置板(19)的顶部活动安装有磁性球(20)，所述磁性球(20)的右侧固定安装有磁性画板(21)，所述磁性画板(21)的内部活动安装有推杆(22)；

所述重力势能 演示装置，包括切断开关(23)，所述切断开关(23)的右侧活动安装有第二演示球(24)，所述第二演示球(24)的右侧固定安装有第三演示球(25)，所述第三演示球(25)的下方固定安装有指示灯泡(26)；

所述摩擦力演示装置，包括支座(27)，所述支座(27)的顶部固定安装有气囊(28)，所述气囊(28)的右侧活动安装有第四演示球(29)，所述支座(27)的侧壁上固定安装有摩擦层(30)，所述摩擦层(30)的顶部活动安装有摩擦块(31)；

所述移动块(6)活动安装于装载底板(1)的顶部，所述安装槽(7)的底部开设有与连接杆(10)相适配的滑槽；

所述装载底板(1)的背面固定安装有三角支架(32)，所述第一卡扣(5)贯穿盖板(3)的侧壁并延伸至盖板(3)的外部。

2.根据权利要求1所述的一种高中物理学习演示装置，其特征在于：所述压板(13)的中心处开设有与第一细绳(15)相适配的通孔，所述第一细绳(15)与第二细绳(18)之间形成六十度的夹角。

3.根据权利要求1所述的一种高中物理学习演示装置，其特征在于：所述支点(17)固定安装于装载底板(1)的顶部，所述支点(17)与定滑轮(14)处于同一水平线上。

4.根据权利要求1所述的一种高中物理学习演示装置，其特征在于：所述放置板(19)和磁性画板(21)均固定安装于装载底板(1)正表面的内壁上，所述推杆(22)贯穿装载底板(1)的顶部，并延伸至装载底板(1)的外部。

5.根据权利要求1所述的一种高中物理学习演示装置，其特征在于：所述切断开关(23)固定安装于装载底板(1)正表面的内壁上，所述指示灯泡(26)设置有与第二演示球(24)和第三演示球(25)相适配的通孔。

6.根据权利要求1所述的一种高中物理学习演示装置，其特征在于：所述支座(27)的形状为等腰梯形。

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