CN108961951B - 一种摩擦力物理实验演示教具 - Google Patents

一种摩擦力物理实验演示教具 Download PDF

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Abstract

本发明涉及教学用具技术领域，具体的说是一种摩擦力物理实验演示教具，包括箱体、弹出机构、储存机构、检测机构、阻隔板、橡胶垫、输送板以及小球；本发明可单次将三个小球弹出，实现一次性完成三个面的操作，学生可通过小球之间的位置差直观的了解到摩擦系数对运动的影响；可逐渐降低施力大小，使得后者试验的小球会移动到前者试验小球的后方，学生可通过同个检测滑板上两个球之间的距离了解到力对运动的影响，通过不同检测滑板上球之间的位置差进一步确定摩擦力对运动的影响；实现从而小球自动下落至弹出位，使得操作过程更为简单，并且当弹出时，会有一个小球自动落在储存管的底部，无需学生再加球。

Description

一种摩擦力物理实验演示教具
技术领域
本发明涉及教学用具技术领域，具体的说是一种摩擦力物理实验演示教具。
背景技术
在物理教学中，实验是一种十分重要的教学方式，当进行摩擦力教学时，需要通过实验让学生了解到力与摩擦系统对于运动的影响。
目前的摩擦力物理实验演示教具在进行操作时，需要一个学生拉动弹簧手柄、一个学生将滑块置于弹出位，进行一次实验，然后学生记录下相关数据，学生需要反复放置球并落下拉动弹簧手柄，很是费力，操作起来比较麻烦；在比较不同摩擦系数时，需要进行多组实验，学生需要记录很多数据，影响关系展示不够明显，实验过程中容易出错。鉴于此，本发明提供了一种摩擦力物理实验演示教具，其具有以下特点：
(1)本发明所述的一种摩擦力物理实验演示教具，可通过拉动拉杆，可带动推板运动，从而可单次将三个小球弹出，实现一次性完成三个摩擦系数的操作，学生可通过小球之间的位置差直观的了解到摩擦系数对运动的影响。
(2)本发明所述的一种摩擦力物理实验演示教具，可逐渐降低施力大小，使得后者试验的小球会移动到前者试验小球的后方，学生可通过同个检测滑板上两个球之间的距离了解到力对运动的影响，通过不同检测滑板上球之间的位置差进一步确定摩擦力对运动的影响。
(3)本发明所述的一种摩擦力物理实验演示教具，当拉杆运动时，会带动第一挡板与储存管分离，流通板与储存管分离、第三挡板与储存管接触，实现从而小球自动下落至弹出位，使得操作过程更为简单，并且当弹出时，会有一个小球自动落在储存管的底部，无需学生再加球。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供了一种摩擦力物理实验演示教具，可通过拉动拉杆，可带动推板运动，从而可单次将三个小球弹出，实现一次性完成三个摩擦系数的操作，学生可通过小球之间的位置差直观的了解到摩擦系数对运动的影响；可逐渐降低施力大小，使得后者试验的小球会移动到前者试验小球的后方，学生可通过同个检测滑板上两个球之间的距离了解到力对运动的影响，通过不同检测滑板上球之间的位置差进一步确定摩擦力对运动的影响；当拉杆运动时，会带动第一挡板与储存管分离，流通板与储存管分离、第三挡板与储存管接触，实现从而小球自动下落至弹出位，使得操作过程更为简单，并且当弹出时，会有一个小球自动落在储存管的底部，无需学生再加球。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种摩擦力物理实验演示教具，包括箱体、弹出机构、储存机构、检测机构、阻隔板、橡胶垫、输送板以及小球；所述箱体的内部安装有所述弹出机构，所述弹出机构用以对所述小球提供动力；所述弹出机构安装于所述储存机构的底部，所述储存机构用以储存所述小球，所述弹出机构用以封堵所述储存机构；所述储存机构的内部安装有所述阻隔板；所述箱体的底面设有所述橡胶垫；所述箱体的侧壁设有所述检测机构；所述箱体的内部底面设有所述输送板。
具体的，所述储存机构包括储存管和盖板，所述储存管垂直贯穿于所述箱体的顶面，所述储存管的顶面铰接所述盖板，所述储存管的内部三个等分的流通槽。
具体的，所述储存管的内部横穿有所述阻隔板，所述阻隔板由第三挡板和流通板两部分组成，所述流通板的内部开有通孔结构，且所述流通板的通孔直径与所述小球的直径相同。
具体的，所述弹出机构包括手柄、拉杆、第一弹簧、推板以及第一挡板，所述第一挡板垂直设于所述储存管的底端，所述第一挡板与所述流通板之间的间距与所述小球的直径相同，所述第一挡板垂直设于所述推板的顶端，所述推板的侧壁中心处垂直连接有所述拉杆，所述拉杆贯穿于所述箱体，所述拉杆的端部设有所述手柄，所述拉杆的外壁缠绕有所述第一弹簧，所述第一弹簧的一端固定连接所述箱体的内壁，所述第一弹簧的另一端固定连接推板的侧壁，所述推板的长度与所述储存管的长度相同。
具体的，所述第一挡板靠近所述手柄的一端表面垂直设有所述连杆，所述连杆的顶端固定连接所述阻隔板靠近所述手柄的一端。
具体的，所述输送板的表面开有四分之一圆球结构的置物槽，所述置物槽设有三个，所述置物槽与所述流通槽位于同一中线处，所述输送板的表面为光滑结构。
具体的，所述检测机构包括第一隔板、第二隔板、第三隔板、第四隔板、第二挡板、第一检测滑板、第二检测滑板以及第三检测滑板，所述箱体与所述第一检测滑板、所述第二检测滑板以及所述第三检测滑板相对位置处均为开口结构，所述第一检测滑板、所述第二检测滑板以及所述第三检测滑板的摩擦系数依次递增，所述第一检测滑板位于所述第一隔板、所述第二隔板之间，所述第二检测滑板位于所述第二隔板、所述第三隔板之间，所述第三检测滑板位于所述第三隔板、所述第四隔板之间，第一隔板、第二隔板、第三隔板、第四隔板的端部底面垂直设有所述第二挡板。
本发明的有益效果：
(1)本发明所述的一种摩擦力物理实验演示教具，可通过拉动拉杆，可带动推板运动，从而可单次将三个小球弹出，实现一次性完成三个摩擦系数的操作，学生可通过小球之间的位置差直观的了解到摩擦系数对运动的影响。
(2)本发明所述的一种摩擦力物理实验演示教具，可逐渐降低施力大小，使得后者试验的小球会移动到前者试验小球的后方，学生可通过同个检测滑板上两个球之间的距离了解到力对运动的影响，通过不同检测滑板上球之间的位置差进一步确定摩擦力对运动的影响。
(3)本发明所述的一种摩擦力物理实验演示教具，当拉杆运动时，会带动第一挡板与储存管分离，流通板与储存管分离、第三挡板与储存管接触，实现从而小球自动下落至弹出位，使得操作过程更为简单，并且当弹出时，会有一个小球自动落在储存管的底部，无需学生再加球。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明提供的摩擦力物理实验演示教具的一种较佳实施例的结构示意图；
图2为图1所示的整体截面结构示意图；
图3为图2所示的阻隔板与储存管连接结构示意图；
图4为图1所示的检测机构结构示意图；
图5为图2所示的小球掉落结构示意图。
图中：1、箱体，2、弹出机构，21、手柄，22、拉杆，221、刻度条，23、第一弹簧，24、推板，25、第一挡板，251、连杆，3、储存机构，31、储存管，311、流通槽，32、盖板，4、检测机构，41、第一隔板，42、第二隔板，43、第三隔板，44、第四隔板，45、第二挡板，46、第一检测滑板，47、第二检测滑板，48、第三检测滑板，5、阻隔板，51、第三挡板，52、流通板，6、橡胶垫，7、输送板，71、置物槽，8，小球。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-图5所示，本发明所述的一种摩擦力物理实验演示教具，包括箱体1、弹出机构2、储存机构3、检测机构4、阻隔板5、橡胶垫6、输送板7以及小球8；所述箱体1的内部安装有所述弹出机构2，所述弹出机构2用以对所述小球8提供动力；所述弹出机构2安装于所述储存机构3的底部，所述储存机构3用以储存所述小球8，所述弹出机构2用以封堵所述储存机构3；所述储存机构3的内部安装有所述阻隔板5；所述箱体1的底面设有所述橡胶垫6；所述箱体1的侧壁设有所述检测机构4；所述箱体1的内部底面设有所述输送板7。
具体的，如图1和图2所示，所述储存机构3包括储存管31和盖板32，所述储存管31垂直贯穿于所述箱体1的顶面，所述储存管31的顶面铰接所述盖板32，所述储存管31的内部三个等分的流通槽311；为了对小球8进行储存。
具体的，如图3所示，所述储存管31的内部横穿有所述阻隔板5，所述阻隔板5由第三挡板51和流通板52两部分组成，所述流通板52的内部开有通孔结构，且所述流通板52的通孔直径与所述小球8的直径相同；为了实现小球8的阻挡以及流通。
具体的，如图2所示，所述弹出机构2包括手柄21、拉杆22、第一弹簧23、推板24以及第一挡板25，所述第一挡板25垂直设于所述储存管31的底端，所述第一挡板25与所述流通板52之间的间距与所述小球8的直径相同，所述第一挡板25垂直设于所述推板24的顶端，所述推板24的侧壁中心处垂直连接有所述拉杆22，所述拉杆22贯穿于所述箱体1，所述拉杆22的端部设有所述手柄21，所述拉杆22的外壁缠绕有所述第一弹簧23，所述第一弹簧23的一端固定连接所述箱体1的内壁，所述第一弹簧23的另一端固定连接推板24的侧壁，所述推板24的长度与所述储存管31的长度相同；为了给小球8一个初始动力。
具体的，如图2所示，所述第一挡板25靠近所述手柄21的一端表面垂直设有所述连杆251，所述连杆251的顶端固定连接所述阻隔板5靠近所述手柄21的一端；为了对阻隔板5进行支撑。
具体的，如图1所示，所述输送板7的表面开有四分之一圆球结构的置物槽71，所述置物槽71设有三个，所述置物槽71与所述流通槽311位于同一中线处，所述输送板7的表面为光滑结构；
具体的，如图4所示，所述检测机构4包括第一隔板41、第二隔板42、第三隔板43、第四隔板44、第二挡板45、第一检测滑板46、第二检测滑板47以及第三检测滑板48，所述箱体1与所述第一检测滑板46、所述第二检测滑板47以及所述第三检测滑板48相对位置处均为开口结构，所述第一检测滑板46、所述第二检测滑板47以及所述第三检测滑板48的摩擦系数依次递增，所述第一检测滑板46位于所述第一隔板41、所述第二隔板42之间，所述第二检测滑板47位于所述第二隔板42、所述第三隔板43之间，所述第三检测滑板48位于所述第三隔板43、所述第四隔板44之间，第一隔板41、第二隔板42、第三隔板43、第四隔板44的端部底面垂直设有所述第二挡板45；为了判断摩擦系数对小球8的影响。
可通过拉动拉杆22，可带动推板24运动，从而可单次将三个小球8弹出，实现一次性完成三个摩擦系数的操作，学生可通过小球之间的位置差直观的了解到摩擦系数对运动的影响；可逐渐降低施力大小，使得后者试验的小球8会移动到前者试验小球8的后方，学生可通过同个检测滑板上两个球之间的距离了解到力对运动的影响，通过不同检测滑板上球之间的位置差进一步确定摩擦力对运动的影响；当拉杆22运动时，会带动第一挡板25与储存管31分离，流通板52与储存管31分离、第三挡板51与储存管31接触，实现从而小球8自动下落至弹出位，使得操作过程更为简单，并且当弹出时，会有一个小球8自动落在储存管31的底部，无需学生再加球。具体的有：
(1)将工具置于台面上，并使得第二挡板45与桌面的边缘处相互抵住，打开盖板32，将实验用的小球8依次放入到流通槽311内，小球8依次叠放，并被第一挡板25所阻挡，然后盖上盖板32；
(2)在实验时，先根据刻度条221，握住手柄21、外拉拉杆22至实验的最大长度，在拉动过程中，第一挡板25会逐渐与储存管31的底端相互分离，而在连杆251的带动下，流通板52逐渐离开储存管31、第三挡板51逐渐移动至储存管31内；当第一挡板25与储存管31完全分离时，位于第一挡板25与阻隔板5之间的小球8会在重力作用下自动下落至置物槽71内，而第三挡板51会对位于阻隔板5上方的小球8进行阻挡；当拉杆22拉动至所需长度后，实验人员松开手柄21，在第一弹簧23弹力作用下，位于输送板7上的三个小球8同时被推板24推出，位于输送板7上的三个小球8会沿着输送板7运动，然后再分别进入到第一检测滑板46、第二检测滑板47以及第三检测滑板48内；在第一挡板25复位的过程中，第三挡板51会逐渐离开储存管31，而流通板52会进入到储存管31内，位于阻隔板5上方的小球8会从流通板52的通孔向下流出，从而为下次打击做准备；
(3)由于第一检测滑板46、第二检测滑板47以及第三检测滑板48的摩擦系数依次增大，所以初始动力、初始位置相同前提下，第三检测滑板48内的小球8会最先停下，第二检测滑板47内的小球8次之、第一检测滑板46内的小球8最后停下，从而学生可直观的了解到摩擦系数对于运动的影响；
(4)在进行第二次实现时，可缩小拉动拉杆22的长度，进而改变小球8的初始动力，使得各个小球8沿着对应的检测滑板运动，由于此次的动力小，所以第二次试验的小球8会停留在第一次试验小球8的后方，从而学生可直观将第二运动的小球8与第一次的相互对比，了解力对运动的影响；可再缩小拉杆22的拉伸长度，进行多次试验。
本发明采用三个摩擦系数不同的检测滑板，可通过拉动拉杆22，可带动推板24运动，从而可单次将三个小球8弹出，实现一次性完成三个摩擦系数的操作，学生可通过小球之间的位置差直观的了解到摩擦系数对运动的影响；可逐渐降低施力大小，使得后者试验的小球8会移动到前者试验小球8的后方，学生可通过同个检测滑板上两个球之间的距离了解到力对运动的影响，通过不同检测滑板上球之间的位置差进一步确定摩擦力对运动的影响；当拉杆22运动时，会带动第一挡板25与储存管31分离，流通板52与储存管31分离、第三挡板51与储存管31接触，实现从而小球8自动下落至弹出位，使得操作过程更为简单，并且当弹出时，会有一个小球8自动落在储存管31的底部，无需学生再加球。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种摩擦力物理实验演示教具，其特征在于：包括箱体（1）、弹出机构（2）、储存机构（3）、检测机构（4）、阻隔板（5）、橡胶垫（6）、输送板（7）以及小球（8）；所述箱体（1）的内部安装有所述弹出机构（2），所述弹出机构（2）用以对所述小球（8）提供动力；所述弹出机构（2）安装于所述储存机构（3）的底部，所述储存机构（3）用以储存所述小球（8），所述弹出机构（2）用以封堵所述储存机构（3）；所述储存机构（3）的内部安装有所述阻隔板（5）；所述箱体（1）的底面设有所述橡胶垫（6）；所述箱体（1）的侧壁设有所述检测机构（4）；所述箱体（1）的内部底面设有所述输送板（7）；
所述储存机构（3）包括储存管（31）和盖板（32），所述储存管（31）垂直贯穿于所述箱体（1）的顶面，所述储存管（31）的顶面铰接所述盖板（32），所述储存管（31）的内部三个等分的流通槽（311）；
所述储存管（31）的内部横穿有所述阻隔板（5），所述阻隔板（5）由第三挡板（51）和流通板（52）两部分组成，所述流通板（52）的内部开有通孔结构，且所述流通板（52）的通孔直径与所述小球（8）的直径相同；
所述弹出机构（2）包括手柄（21）、拉杆（22）、第一弹簧（23）、推板（24）以及第一挡板（25），所述第一挡板（25）垂直设于所述储存管（31）的底端，所述第一挡板（25）与所述流通板（52）之间的间距与所述小球（8）的直径相同，所述第一挡板（25）垂直设于所述推板（24）的顶端，所述推板（24）的侧壁中心处垂直连接有所述拉杆（22），所述拉杆（22）贯穿于所述箱体（1），所述拉杆（22）的端部设有所述手柄（21），所述拉杆（22）的外壁缠绕有所述第一弹簧（23），所述第一弹簧（23）的一端固定连接所述箱体（1）的内壁，所述第一弹簧（23）的另一端固定连接推板（24）的侧壁，所述推板（24）的长度与所述储存管（31）的长度相同；
所述第一挡板（25）靠近所述手柄（21）的一端表面垂直设有连杆（251），所述连杆（251）的顶端固定连接所述阻隔板（5）靠近所述手柄（21）的一端；
所述输送板（7）的表面开有四分之一圆球结构的置物槽（71），所述置物槽（71）设有三个，所述置物槽（71）与所述流通槽（311）位于同一中线处，所述输送板（7）的表面为光滑结构；
所述检测机构（4）包括第一隔板（41）、第二隔板（42）、第三隔板（43）、第四隔板（44）、第二挡板（45）、第一检测滑板（46）、第二检测滑板（47）以及第三检测滑板（48），所述箱体（1）与所述第一检测滑板（46）、所述第二检测滑板（47）以及所述第三检测滑板（48）相对位置处均为开口结构，所述第一检测滑板（46）、所述第二检测滑板（47）以及所述第三检测滑板（48）的摩擦系数依次递增，所述第一检测滑板（46）位于所述第一隔板（41）、所述第二隔板（42）之间，所述第二检测滑板（47）位于所述第二隔板（42）、所述第三隔板（43）之间，所述第三检测滑板（48）位于所述第三隔板（43）、所述第四隔板（44）之间，第一隔板（41）、第二隔板（42）、第三隔板（43）、第四隔板（44）的端部底面垂直设有所述第二挡板（45）；
摩擦力物理实验教具的操作方法具体有：
A：将工具置于台面上，并使得第二挡板（45）与桌面的边缘处相互抵住，打开盖板（32），将实验用的小球（8）依次放入到流通槽（311）内，小球（8）依次叠放，并被第一挡板（25）所阻挡，然后盖上盖板（32）；
B：在实验时，先根据刻度条（221），握住手柄（21）、外拉拉杆（22）至实验的最大长度，在拉动过程中，第一挡板（25）会逐渐与储存管（31）的底端相互分离，而在连杆（251）的带动下，流通板（52）逐渐离开储存管（31）、第三挡板（51）逐渐移动至储存管（31）内；当第一挡板（25）与储存管（31）完全分离时，位于第一挡板（25）与阻隔板（5）之间的小球（8）会在重力作用下自动下落至置物槽（71）内，而第三挡板（51）会对位于阻隔板（5）上方的小球（8）进行阻挡；当拉杆（22）拉动至所需长度后，实验人员松开手柄（21），在第一弹簧（23）弹力作用下，位于输送板（7）上的三个小球（8）同时被推板（24）推出，位于输送板（7）上的三个小球（8）会沿着输送板（7）运动，然后再分别进入到第一检测滑板（46）、第二检测滑板（47）以及第三检测滑板（48）内；在第一挡板（25）复位的过程中，第三挡板（51）会逐渐离开储存管（31），而流通板（52）会进入到储存管（31）内，位于阻隔板（5）上方的小球（8）会从流通板（52）的通孔向下流出，从而为下次打击做准备；
C：由于第一检测滑板（46）、第二检测滑板（47）以及第三检测滑板（48）的摩擦系数依次增大，所以初始动力、初始位置相同前提下，第三检测滑板（48）内的小球（8）会最先停下，第二检测滑板（47）内的小球（8）次之、第一检测滑板（46）内的小球（8）最后停下，从而学生可直观的了解到摩擦系数对于运动的影响；
D：在进行第二次实现时，可缩小拉动拉杆（22）的长度，进而改变小球（8）的初始动力，使得各个小球（8）沿着对应的检测滑板运动，由于此次的动力小，所以第二次试验的小球（8）会停留在第一次试验小球（8）的后方，从而学生可直观将第二次运动的小球（8）与第一次的相互对比，了解力对运动的影响；可再缩小拉杆（22）的拉伸长度，进行多次试验；
采用三个摩擦系数不同的检测滑板，可通过拉动拉杆（22），可带动推板（24）运动，从而可单次将三个小球（8）弹出，实现一次性完成三个摩擦系数的操作，学生可通过小球之间的位置差直观的了解到摩擦系数对运动的影响；可逐渐降低施力大小，使得后者试验的小球（8）会移动到前者试验小球（8）的后方，学生可通过同个检测滑板上两个球之间的距离了解到力对运动的影响，通过不同检测滑板上球之间的位置差进一步确定摩擦力对运动的影响；当拉杆（22）运动时，会带动第一挡板（25）与储存管（31）分离，流通板（52）与储存管（31）分离、第三挡板（51）与储存管（31）接触，实现从而小球（8）自动下落至弹出位，使得操作过程更为简单，并且当弹出时，会有一个小球（8）自动落在储存管（31）的底部，无需学生再加球。
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