CN201298306Y - 教学用多功能运动分析箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种中学物理教学实验用教具，特别是教学用多功能运动分析箱。技术方案是：金属板(18)与绝缘材料板(6)相互对应、平行布置，导电纸设置在金属板(18)上、靠近绝缘材料板(6)的一侧，若干放电针(30)均匀分布在绝缘材料板(6)上、构成点阵集放电针，放电针的针尖指向金属板(18)，电源的两极分别连接金属板(18)和绝缘材料板(6)上的放电针(30)，在金属板(18)和绝缘材料板(6)之间形成一个放电场。本实用新型具有结构合理、安全可靠、可以演示记录物理学各种运动实验等特点，既可以在纸上描绘出物体的运动轨迹，又可以直观地观看到物体的运动过程，特别适合于中学物理教学使用。

Description

教学用多功能运动分析箱

所属技术领域：

本实用新型涉及一种中学物理教学实验用教具，特别是教学用多功能运动分析箱。

背景技术：

目前，在高中物理运动学实验中，有很多实验都必须捕获到物体的运动轨迹，才能对物体的运动进行分析，由于实验过程中所研究的问题不同，因此必须设计很多不同形式的实验装置，而且有的实验无法一次捕获物体的运动轨迹，只能是采用多次重复性操作，来获取实验数据。有人采用电火花打点计录轨迹的方法，利用电火花打点计时器对纸带打点计录其轨迹，但只能适用于直线运动的物体，而像平抛运动这样的曲线运动的问题，则不能适用。有人提出用高压极板放电的方法演示物理运动学实验，考虑到在中学教学中使用，该方法的安全问题一直没有得到解决。

实用新型内容：

本实用新型目的是提供一种教学用多功能运动分析箱，可以演示和记录各种物理运动学实验，并且直观、安全，便于操作，解决背景技术中存在的上述问题。

本实用新型的技术方案是：教学用多功能运动分析箱包含金属板、绝缘材料板、放电针、导电纸、电源，金属板与绝缘材料板相互对应、平行布置，导电纸设置在金属板外表面上、靠近绝缘材料板的一侧，若干放电针均匀分布在绝缘材料板上、构成点阵集放电针，放电针的针尖指向金属板，电源的两极分别连接金属板和绝缘材料板上的放电针，在金属板和绝缘材料板之间形成一个放电场。

本实用新型还包含用于实验的金属球，金属球在金属板和绝缘材料板之间的放电场内运动，金属球运动所到位置处的放电针和小球放电，与此同时，金属板也与小球放电，这样导电纸在纸上描绘出金属球的运动轨迹。

为了便于直接观察金属球的运动，所说的绝缘材料板是透明的有机玻璃板，最好是双层结构，放电针的针尖穿过一层有机玻璃板，针尾位于两层有机玻璃板之间，各针之间用导线连接于电源输入端，有机玻璃板既保证安全，又便于观察。

所说的电源为电火花打点计时器，是中学物理实验中常用的仪器，公知公用的设备，安全可靠；电火花打点计时器使用的是日常交流电，其输出端与点阵集放电针和金属板连接，为电场提供电源。

本实用新型还设有前箱体和后箱体，绝缘材料板设置在前箱体的外表面上，以便于观察实验过程，金属板设置在前箱体所对应的箱体框架侧面上，后箱体内可以放置各种实验用品，前箱体和后箱体通过箱体框架连接在一起。

在前箱体上设置若干插槽，插入相应的插件，可以进行不同的物理学运动实验，例如：在前箱体的顶部设置自由落体插槽，匹配自由落体插件，可以演示记录自由落体或机械能守恒实验；在前箱体的侧面设置平抛插槽，匹配平抛插件，可以演示记录平抛或动量守恒实验。在前箱体内设置滑杆，垂直布置，匹配带弹簧的金属球，可以演示记录简谐运动图像；将滑杆倾斜，将有孔的金属球穿在杆上，让其从一端下滑，可演示记录匀变速运动。

本实用新型具有结构合理、安全可靠、可以演示记录物理学各种运动实验等特点，既可以在纸上描绘出物体的运动轨迹，又可以直观地观看到物体的运动过程，特别适合于中学物理教学使用。

附图说明：

图1是本实用新型实施例的结构示意图。

图中：后箱体1、箱体框架2、前箱体3、右控制孔4、电源输入插头5、绝缘材料板6、调平支脚7、海绵垫8、普通支脚9、铰轴10、抽纸孔11、左控制孔12、限位架13、滑杆14、箱体把手15、平抛插槽16、自由落体插槽17。

图2是本实用新型实施例的后箱体结构示意图。

图中：金属板18、后箱体箱盖19。

图3是本实用新型实施例的绝缘材料板和放电针结构示意图。

图中：放电针30、双层有机玻璃板31。

图4是本实用新型实施例的平抛插件结构示意图。

图中：平抛插件20。

图5是本实用新型实施例的自由落体插件结构示意图。

图中：自由落体插件21、电磁继电器22、电磁继电器开关23。

图6是本实用新型实施例的电火花打点计时器结构示意图。

图中：电火花打点计时器24、输出端25。

图7是本实用新型实施例的带弹簧的金属球结构示意图。

图中：带弹簧的金属球26。

具体实施方式：

以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步说明。

参照附图1、2、3，教学用多功能运动分析箱包含金属板18、绝缘材料板6、放电针30、导电纸、电源，金属板18与绝缘材料板6相互对应、平行布置，导电纸设置在金属板18上、靠近绝缘材料板6的一侧，若干放电针30均匀分布在绝缘材料板6上、构成点阵集放电针，放电针的针尖指向金属板18，电源的两极分别连接金属板18和绝缘材料板6上的放电针30，在金属板18和绝缘材料板6之间形成一个放电场，用于实验的金属球在金属板18和绝缘材料板6之间的放电场内运动，金属球运动所到位置处的放电针和小球放电，与此同时，金属板也与小球放电，这样导电纸在纸上描绘出金属球的运动轨迹。为便于携带，在箱体框架2上设有箱体把手15。

参照附图3，为了便于直接观察金属球的运动，绝缘材料板是透明的有机玻璃板31，双层结构，放电针的针尖穿过一层有机玻璃板，针尾位于两层有机玻璃板之间，各针之间用导线连接于电源输入端。

参照附图1、6，电源为电火花打点计时器24，是中学物理实验中常用的仪器，公知公用的设备，安全可靠；电火花打点计时器使用的是日常交流电，其输出端25与点阵集放电针30和金属板18连接，为电场提供电源。

实施例一：演示记录平抛运动或动量守恒实验。

参照附图1、4，在前箱体3的侧面设置平抛插槽17，匹配平抛插件20，平抛插件是一个弧形槽，将平抛插件20插入前箱体3上的平抛插槽17内，利用无孔金属球可演示平抛运动或动量守恒实验。

实施例二：演示记录机械能守恒实验和自由落体实验。

参照附图1、5，在前箱体3的顶部设置自由落体插槽16，匹配自由落体插件21，自由落体插件21内设有电磁继电器22、电磁继电器开关23，将自由落体插件21插入自由落体插槽16内。

实施例三：演示记录简谐运动实验。

参照附图1、7，在前箱体3内设置滑杆14，垂直布置，匹配带弹簧的金属球26，金属球上有孔，前箱体还设有限位架13、抽纸孔11、左控制孔12，右控制孔4，将带弹簧的金属球26穿在14上，并上端固定，在限位架13中插入等宽纸带，操作时将纸带从抽纸孔11中抽出，可用来描绘简谐运动图像，用定位竹签插入左控制孔12，控制振子开始的运动。

实施例四：演示记录匀变速运动实验。

参照附图1，将滑杆14倾斜，让有孔金属小球穿在杆上，让其从一端下滑，可演示研究匀变速运动的实验，用定位竹签插入右控制孔4，控制小球开始的运动。

Claims (7)

1、一种教学用多功能运动分析箱，其特征在于包含金属板(18)、绝缘材料板(6)、放电针(30)、导电纸、电源，金属板(18)与绝缘材料板(6)相互对应、平行布置，导电纸设置在金属板(18)上、靠近绝缘材料板(6)的一侧，若干放电针(30)均匀分布在绝缘材料板(6)上、构成点阵集放电针，放电针的针尖指向金属板(18)，电源的两极分别连接金属板(18)和绝缘材料板(6)上的放电针(30)，在金属板(18)和绝缘材料板(6)之间形成一个放电场。

2、根据权利要求1所述之教学用多功能运动分析箱，其特征在于绝缘材料板是透明的有机玻璃板(31)，双层结构，放电针(30)的针尖穿过一层有机玻璃板，针尾位于两层有机玻璃板之间，各针之间用导线连接于电源输入端。

3、根据权利要求1或2所述之教学用多功能运动分析箱，其特征在于还设有前箱体和后箱体，绝缘材料板设置在前箱体的外表面上，金属板设置在前箱体的箱体框架侧面上，前箱体和后箱体通过箱体框架连接在一起。

4、根据权利要求3所述之教学用多功能运动分析箱，其特征在于前箱体(3)的侧面设置平抛插槽(17)，匹配平抛插件(20)，平抛插件是一个弧形槽。

5、根据权利要求3所述之教学用多功能运动分析箱，其特征在于前箱体(3)的顶部设置自由落体插槽(16)，匹配自由落体插件(21)，自由落体插件(21)内设有电磁继电器(22)、电磁继电器开关(23)。

6、根据权利要求3所述之教学用多功能运动分析箱，其特征在于前箱体(3)内设置滑杆(14)，垂直布置，匹配带弹簧的金属球(26)，金属球上有孔，前箱体还设有限位架(13)、抽纸孔(11)、左控制孔(12)，右控制孔(4)。

7、根据权利要求1或2所述之教学用多功能运动分析箱，其特征在于所说的电源为电火花打点计时器(24)，其输出端(25)与点阵集放电针(30)和金属板(18)连接。

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