CN109615987A - 一种高中物理用平抛连续实验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高中物理用平抛连续实验装置，具体涉及一种可连续多次试验的小球平抛试验的装置，解决现有技术中试验操作复杂，重复动作多，需要人工完成，浪费时间的问题。本发明的具体方案为顶板远离复写纸一侧法兰固定有驱动电机，驱动电机输出端转动连接输出轴，偏心轮下表面边缘固定有转轴，转轴上套接连杆端部，连杆另一端部转动连接推板中央后部，推板后部下方转动连接有滚轮，滚轮下方设置有导轨，导轨中心开设有条状凹槽，滚轮嵌合于导轨上的凹槽中；推板上方设置有转盘，转盘上表面中央通过从动轴转动连接顶板下表面，转盘边缘固定并连通有导管，从动轴与输出轴之间通过同步带连接，且转盘上方偏心位置设置有套筒。
Description
技术领域
本发明涉及一种物理实验器材，具体是一种高中物理用平抛连续实验装置。
背景技术
在众多的高中物理实验中，平抛运动实验是其中最为重要的实验之一，是整个高中物理中最基本的运动合成与分解的应用。
现有的平抛实验基本上需要将小球放置于固定位置，使得小球每次所获得的初始重力势能相同，重复几次实验利用小球在复写纸上划下的轨迹，再取平均值获得平均数据研究运动的合成与分解。
但是现有的平抛实验由于通过人工手动进行，难免存在误差，不能保证每次小球的高度均一致，多次人工手动实验所要消耗的时间较长，不利于节约时间，占用学生学习时间较长。
发明内容
基于上述背景技术中所提到的现有技术中的不足之处，为此本发明提供了一种高中物理用平抛连续实验装置。
本发明通过采用如下技术方案克服以上技术问题，具体为：
一种高中物理用平抛连续实验装置，包括顶板、底板和推板；顶板与底板背面通过立板固定，立板前面铺设有一层复写纸，所述顶板远离复写纸一侧法兰固定有驱动电机，驱动电机输出端转动连接输出轴，输出轴下端固定连接偏心轮上表面中心位置；所述偏心轮下表面边缘固定有转轴，转轴上套接连杆端部，连杆另一端部转动连接推板中央后部，推板后部下方转动连接有滚轮，滚轮下方设置有导轨，导轨中心开设有条状凹槽，滚轮嵌合于导轨上的凹槽中；
所述推板上方设置有转盘，转盘上表面中央通过从动轴转动连接顶板下表面，转盘边缘固定并连通有导管，从动轴与输出轴之间通过同步带连接，且转盘上方偏心位置设置有套筒，套筒下端贴合转盘上表面，导管上端与转盘上表面齐平。
作为本发明进一步的方案：所述底板上转动连接有缓冲板，缓冲板与底板之间通过扭簧弹性连接，缓冲板处于倾斜状态。
作为本发明再进一步的方案：所述缓冲板的下方设置有回收箱，回收箱固定在底板上。
作为本发明再进一步的方案：所述底板上还固定有蓄电池，驱动电机导线连接蓄电池和开关。
作为本发明再进一步的方案：所述底板四角均开设有螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接调节螺钉，调节螺钉下端固定有垫块。
作为本发明再进一步的方案：所述导轨通过支撑杆固定在顶板上，且导轨远离驱动电机一端的后部固定在立板上。
作为本发明再进一步的方案：所述套筒为空心管，套筒穿过顶板并与之固定连接。
作为本发明再进一步的方案：所述垫块采用橡胶材质所制。
采用以上结构后，本发明相较于现有技术，具备以下优点：通过驱动电机同时带动转盘和偏心轮同步转动，转动的转盘实现将套筒中的小球间歇排出，排出的小球在偏心轮和连杆以及推板的作用下水平推出，实现多组试验的自动进行，且每组小球的初始速度均相同，加快试验速度，节约学生的学习时间，且在底板上方设置有弹性连接的缓冲板以及自动收集小球的回收箱，实现小球的平稳接收收集。
附图说明
图1为高中物理用平抛连续实验装置的结构示意图。
图2为高中物理用平抛连续实验装置中同步带和转盘的结构示意图。
图3为高中物理用平抛连续实验装置中转盘和通管的结构示意图。
图4为高中物理用平抛连续实验装置中导轨和导槽的结构示意图。
图中：1-顶板；2-复写纸；3-底板；4-驱动电机；5-输出轴；6-偏心轮；7-连杆；8-推板；9-滚轮；10-导轨；11-支撑杆；12-套筒；13-同步带；14-转盘；15-缓冲板；16-扭簧；17-回收箱；18-蓄电池；19-调节螺钉；20-凹槽；21-导管。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以多种不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
实施例1
请参阅图1～4，本发明实施例中，一种高中物理用平抛连续实验装置，包括顶板1、底板3和推板8；顶板1与底板3背面通过立板固定，立板前面铺设有一层复写纸2，且顶板2远离复写纸2一侧法兰固定有驱动电机4，驱动电机4输出端转动连接输出轴5，输出轴5穿过顶板1并与之轴承转动连接，输出轴5下端固定连接偏心轮6上表面中心位置，按动开关使得驱动电机4通电工作带动输出轴5转动进而驱动偏心轮6转动；所述偏心轮6下表面边缘固定有转轴，转轴上套接连杆7端部，连杆7另一端部转动连接推板8中央后部，推板8后部下方转动连接有滚轮9，滚轮9下方设置有导轨10，导轨10通过支撑杆11固定在顶板1上，且导轨10远离驱动电机4一端的后部固定在立板上，需要说明的是，导轨10中心开设有条状凹槽20，滚轮9嵌合于导轨10上的凹槽20中，转动的偏心轮6通过连杆7带动推板8在滚轮9的作用下沿凹槽20往复移动。
所述推板8上方设置有转盘14，转盘14上表面中央通过从动轴转动连接顶板1下表面，转盘14边缘固定并连通有导管21，从动轴与输出轴5之间通过同步带13连接，且转盘14上方偏心位置设置有套筒12，具体地，套筒12为空心管，套筒12穿过顶板1并与之固定连接，套筒12下端贴合转盘14上表面，导管21上端与转盘14上表面齐平，另外，在导管21转动至最靠近复写纸2处时，导管21与套筒12同轴，推板8位于最靠近驱动电机4处，转动的输出轴5通过同步带13带动转盘14转动，转盘14使得导管21往复连通套筒12，套筒12内装设有多个小球，当套筒12与导管21连通时，小球通过导管21落下，掉落至导轨10中，此时推板8推动小球往复写纸2方向移动并获得动能，做平抛运动，在此说明，在小球落下时转盘14的转动惯性使得小球会发生一定的偏移量，由于转盘14与导轨10的距离较近，故偏移量很小，小球依旧会掉落至导轨10中，小球与导轨10撞击消除纵向的动能，推板8推动小球赋予横向动能，通过间歇落下的小球实现多组试验的快速进行；驱动电机4带动输出轴5的转速恒定，故每组小球所获得的横向动能均是一致的，因此每组平抛试验的小球初速度统一，通过多组试验在复写纸2上的轨迹计算平均值，得出平抛试验的各项数据。
实施例2
为了进一步对上述高中物理用平抛连续实验装置进行解释说明，本申请提供又一实施例，该实施例中的高中物理用平抛连续实验装置具有如下技术特征：所述底板3上转动连接有缓冲板15，缓冲板15与底板3之间通过扭簧16弹性连接，缓冲板15处于倾斜状态，在缓冲板15的下方设置有回收箱17，回收箱17固定在底板3上，且底板3上还固定有蓄电池18，驱动电机4导线连接蓄电池18和开关，利用缓冲板15和扭簧16对落下的小球进行减震，并顺利落入回收箱17中，实现自动收集小球功能。
所述底板3四角均开设有螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接调节螺钉19，调节螺钉19下端固定有垫块，优选地，垫块采用橡胶材质所制，利用调节螺钉19调节四角高度，保证底板3处于水平位置。
根据上述实施例的具体描述，易知本发明的工作原理是：利用调节螺钉19调节四角高度，保证底板3处于水平位置,按动开关使得驱动电机4通电工作带动输出轴5转动进而驱动偏心轮6转动,转动的偏心轮6通过连杆7带动推板8在滚轮9的作用下沿凹槽20往复移动,在导管21转动至最靠近复写纸2处时，导管21与套筒12同轴，推板8位于最靠近驱动电机4处，转动的输出轴5通过同步带13带动转盘14转动，转盘14使得导管21往复连通套筒12，套筒12内装设有多个小球，当套筒12与导管21连通时，小球通过导管21落下，掉落至导轨10中，此时推板8推动小球往复写纸2方向移动并获得动能，做平抛运动，在此说明，在小球落下时转盘14的转动惯性使得小球会发生一定的偏移量，由于转盘14与导轨10的距离较近，故偏移量很小，小球依旧会掉落至导轨10中，小球与导轨10撞击消除纵向的动能，推板8推动小球赋予横向动能，通过间歇落下的小球实现多组试验的快速进行；驱动电机4带动输出轴5的转速恒定，故每组小球所获得的横向动能均是一致的，因此每组平抛试验的小球初速度统一，通过多组试验在复写纸2上的轨迹计算平均值，得出平抛试验的各项数据,利用缓冲板15和扭簧16对落下的小球进行减震，并顺利落入回收箱17中，实现自动收集小球功能。
需要说明的是，本申请中驱动电机和复写纸为现有技术的应用，通过驱动电机同时带动转盘和偏心轮同步转动，转动的转盘实现将套筒中的小球间歇排出，排出的小球在偏心轮和连杆以及推板的作用下水平推出，实现多组试验的自动进行，且每组小球的初始速度均相同，加快试验速度，节约学生的学习时间为本申请的创新点，其有效解决了现有的小球平抛试验需要分批手动完成，速度慢的问题。
Claims (8)
1.一种高中物理用平抛连续实验装置，包括顶板(1)、底板(3)和推板(8)；顶板(1)与底板(3)背面通过立板固定，立板前面铺设有一层复写纸(2)，其特征在于，所述顶板(2)远离复写纸(2)一侧法兰固定有驱动电机(4)，驱动电机(4)输出端转动连接输出轴(5)，输出轴(5)下端固定连接偏心轮(6)上表面中心位置；所述偏心轮(6)下表面边缘固定有转轴，转轴上套接连杆(7)端部，连杆(7)另一端部转动连接推板(8)中央后部，推板(8)后部下方转动连接有滚轮(9)，滚轮(9)下方设置有导轨(10)，导轨(10)中心开设有条状凹槽(20)，滚轮(9)嵌合于导轨(10)上的凹槽(20)中；
所述推板(8)上方设置有转盘(14)，转盘(14)上表面中央通过从动轴转动连接顶板(1)下表面，转盘(14)边缘固定并连通有导管(21)，从动轴与输出轴(5)之间通过同步带(13)连接，且转盘(14)上方偏心位置设置有套筒(12)，套筒(12)下端贴合转盘(14)上表面，导管(21)上端与转盘(14)上表面齐平。
2.根据权利要求1所述的一种高中物理用平抛连续实验装置，其特征在于，所述底板(3)上转动连接有缓冲板(15)，缓冲板(15)与底板(3)之间通过扭簧(16)弹性连接，缓冲板(15)处于倾斜状态。
3.根据权利要求2所述的一种高中物理用平抛连续实验装置，其特征在于，所述缓冲板(15)的下方设置有回收箱(17)，回收箱(17)固定在底板(3)上。
4.根据权利要求1所述的一种高中物理用平抛连续实验装置，其特征在于，所述底板(3)上还固定有蓄电池(18)，驱动电机(4)导线连接蓄电池(18)和开关。
5.根据权利要求1所述的一种高中物理用平抛连续实验装置，其特征在于，所述底板(3)四角均开设有螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接调节螺钉(19)，调节螺钉(19)下端固定有垫块。
6.根据权利要求1所述的一种高中物理用平抛连续实验装置，其特征在于，所述导轨(10)通过支撑杆(11)固定在顶板(1)上，且导轨(10)远离驱动电机(4)一端的后部固定在立板上。
7.根据权利要求1所述的一种高中物理用平抛连续实验装置，其特征在于，所述套筒(12)为空心管，套筒(12)穿过顶板(1)并与之固定连接。
8.根据权利要求5所述的一种高中物理用平抛连续实验装置，其特征在于，所述垫块采用橡胶材质所制。
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