CN203910106U - 一种机械能守恒定律验证装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于学习用具技术领域，尤其涉及一种机械能守恒定律验证装置，包括水平设置呈长方形状的底板，一侧上设置有电源线；下端与底板的两长边侧铰接连接的倾斜板；在倾斜板的上部位置处设有横跨倾斜板宽度的电磁铁；在倾斜板上侧面上设有沿其倾斜方向设置的分隔板，在其两侧边位置上分别设有侧板，每侧的侧板上设置有沿倾斜方向间隔布置的第一速度传感器和第二速度传感器；用于调节倾斜板与底板之间夹角的调节装置；在底板上设置有显示屏和PLC，电磁铁、第一速度传感器、第二速度传感器分别与PLC电连接，电磁铁与PLC之间还串接有开关；在课堂上使用增强学生对机械能守恒定律的理解和记忆，提高了学习的趣味性，节省学习时间提高了课堂效率。
Description
技术领域
本实用新型属于学习用具技术领域，尤其涉及一种机械能守恒定律验证装置。
背景技术
在物理学科中会有很多的规律、定理要学习，其中，机械能守恒定律就是必学的内容，机械能守恒定律是指在只有重力或系统内弹力做功的物体系统内(或者不受其他外力的作用下)，物体系统的动能和势能(包括重力势能和弹性势能)发生相互转化，但机械能的总量保持不变。定理抽象不便于理解和记忆，而且学习起来比较枯燥，降低了课堂的学习效率。在学习的过程为了增强对机械能守恒定律的理解就需要做一些验证试验，来增强对机械能守恒定律的理解与记忆，这就需要一种验证装置。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种机械能守恒定律验证装置，能够增强学生对机械能守恒定律的理解和记忆，提高了学习的趣味性，同时节省了学习时间提高了课堂效率。
本实用新型是这样实现的，一种机械能守恒定律验证装置，所述机械能守恒定律验证装置包括：
水平设置呈长方形状的底板，所述底板的一侧上设置有电源线；与所述底板之间设有锐角夹角的倾斜板，所述倾斜板的下端与所述底板的两长边侧铰接连接，所述底板上对应所述倾斜板的一侧上设有沿其长度方向延伸的T形凹槽；
在所述倾斜板的上部位置处设有横跨其宽度的电磁铁，在所述倾斜板上侧面上设有沿其倾斜方向设置的分隔板，所述分隔板位于其中间位置处，在所述倾斜板的两侧边位置上分别设有侧板，每侧的所述侧板上分别设置有沿倾斜方向间隔布置的第一速度传感器和第二速度传感器，所述第一速度传感器位于所述电磁铁的下方，所述第二速度传感器靠近所述底板与所述倾斜板的铰接处设置；
用于调节所述倾斜板与所述底板之间夹角的调节装置，所述调节装置包括设置在所述T形凹槽中可沿所述T形凹槽滑动的T形滑块；下端与所述T形滑块固定连接竖向设置的第一立柱，上端设有沿其长度方向延伸的轴向孔；下端插入所述轴向孔内的第二立柱，所述第二立柱的上端与所述倾斜板的下侧面铰接连接，铰接处位于所述第一速度传感器的正下方；在所述第二立柱与所述轴向孔的侧壁之间设置有紧固螺栓；所述第一立柱与所述第二立柱上分别设有刻度线；
在所述底板上设置有显示屏和PLC，所述电磁铁、所述第一速度传感器、所述第二速度传感器分别与所述PLC电连接，所述电磁铁与所述PLC之间还串接有开关。
作为一种改进，在一侧的所述侧板上铰接有板尺，其铰接处位于所述第二速度传感器的中心位置处。
作为进一步的改进，所述第一立柱上刻度线的零刻度线位于所述第二立柱与所述倾斜板的铰接连接处。
作为再进一步的改进，在所述底板远离所述倾斜板的部分上设有围绕所述底板边缘设置有橡胶围墙。
由于采用了上述技术方案，使用本实用新型提供的机械能守恒定律验证装置时，接通电源线，将铁球放置在电磁铁上，因电磁铁接通电源后具有磁性，将铁球吸附固定，然后将与电磁铁串接的开关断开，铁球在重力的作用下沿倾斜板向下滚动，依次经过第一速度传感器和第二速度传感器，这样就可以从显示屏上读出两个速度，再通过第一立柱和第二立柱读出相对高度数值，代入机械能守恒定律公式进行验证；松开紧固螺栓，调节第二立柱插入轴向孔内的长度，就可以调节倾斜板与底板之间夹角，也就是调节第一速度传感器和第二速度传感器所在位置的相对高度，调节完毕后拧进紧固螺栓，继续进行上述操作步骤进行验证；在课堂上使用增强学生对机械能守恒定律的理解和记忆，提高了学习的趣味性，节省学习时间提高了课堂效率。
附图说明
图1是本实用新型的机械能守恒定律验证装置的立体结构示意图；
图2是本实用新型的机械能守恒定律验证装置的左视结构示意图；
图3是本实用新型的机械能守恒定律验证装置的剖面结构视图；
图4是本实用新型的机械能守恒定律验证装置的使用时的结构示意图；
其中，10、底板，101、T形凹槽，11、倾斜板，12、电磁铁，13、分隔板，14、侧板，15a、第一速度传感器，15b、第二速度传感器，16、T形滑块，17、第一立柱，18、第二立柱，19、紧固螺栓，20、显示屏，21、PLC，22、板尺，23、橡胶围墙，24a、铁球，24b、铁球，25、电源线。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
由图1、图2及图3可知，该机械能守恒定律验证装置包括：水平设置的底板10，底板10呈长方形状，底板10的一侧上设置有电源线25；与底板10之间设有锐角夹角的倾斜板11，倾斜板11的下端与底板10的两长边侧铰接连接，底板10上对应倾斜板11的一侧上设有沿底板10长度方向延伸的T形凹槽101；在倾斜板11的上部位置处设有横跨倾斜板11宽度的电磁铁12；在倾斜板11上侧面上设有沿其倾斜方向设置的分隔板13，分隔板13位于倾斜板11的中间位置处，在倾斜板11的两侧边位置上分别设有沿其倾斜方向设置的侧板14，每侧的侧板14上分别设置有沿倾斜方向间隔布置的第一速度传感器15a和第二速度传感器15b，第一速度传感器15a位于电磁铁12的下方，第二速度传感器15b靠近底板10与倾斜板11的铰接处设置；用于调节倾斜板11与底板10之间夹角的调节装置，该调节装置包括设置在T形凹槽101中可沿T形凹槽101滑动的T形滑块16，下端与T形滑块16固定连接竖向设置的第一立柱17，上端设有沿其长度方向延伸的轴向孔，下端插入轴向孔内的第二立柱18，第二立柱18的上端与倾斜板11的下侧面铰接连接，铰接处位于第一速度传感器15a的正下方，第二立柱18与轴向孔的侧壁之间设置有紧固螺栓19，第一立柱17与第二立柱18上分别设有刻度线；在底板10上设置有显示屏20和PLC21，电磁铁12、第一速度传感器15a、第二速度传感器15b分别与PLC21电连接，电磁铁12与PLC21之间还串接有开关。
图4示出了本实用新型的机械能守恒定律验证装置的使用时的结构示意图，为了便于理解结合图4，把工作原理及操作方法作如下说明：
使用时，接通电源线25，将铁球24a放置在电磁铁12上，因电磁铁12接通电源后具有磁性，将铁球24a吸附固定，然后将与电磁铁12串接的开关断开，铁球24a在重力的作用下沿倾斜板11向下滚动，依次经过第一速度传感器15a和第二速度传感器15b，这样就可以从显示屏20上读出两个速度，再通过第一立柱17和第二立柱18读出相对高度数值，代入机械能守恒定律公式Ek1+Ep1＝Ek2+Ep2进行验证，其中，机械能Ek＝1/2mv2，重力势能Ep＝mgh；松开紧固螺栓19，调节第二立柱18插入轴向孔内的长度，就可以调节倾斜板11与底板10之间夹角，也就是调节第一速度传感器15a和第二速度传感器15b所在位置的相对高度，调节完毕后拧进紧固螺栓19，继续进行上述操作步骤进行验证；因在倾斜板11上侧面上设有沿其倾斜方向设置的分隔板13，在倾斜板11的两侧边位置上分别设有沿其倾斜方向设置的侧板14，每侧的侧板14上分别设置有沿倾斜方向间隔布置的第一速度传感器15a和第二速度传感器15b，这样就可以同时用两个不同铁球24a和铁球24b进行验证；该结构操作简单，在课堂上使用能够增强学生对机械能守恒定律的理解和记忆，提高了学习的趣味性，同时节省了学习时间提高了课堂效率。
在本实用新型中，在一侧的侧板14上铰接有板尺22，其铰接处位于第二速度传感器15b的中心位置处，这样可以更准确的测定第二速度传感器15b的的高度，使验证结构更加的准确。
在本实用新型中，第一立柱17上刻度线的零刻度线位于第二立柱18与倾斜板11的铰接连接处。这样可以方便快速的读出高度数值，能够节省课堂时间提高效率。
在本实用新型中，在底板10远离倾斜板11的部分上设有围绕底板10边缘设置橡胶围墙23，这样可以防止铁球24a、铁球24b从倾斜板11上滚下来之后脱离底板10。
本实用新型提供的机械能守恒定律验证装置包括水平设置呈长方形状的底板，底板的一侧上设置有电源线；与底板之间设有锐角夹角的倾斜板，倾斜板的下端与底板的两长边侧铰接连接，底板上对应倾斜板的一侧上设有沿底板长度方向延伸的T形凹槽；在倾斜板的上部位置处设有横跨倾斜板宽度的电磁铁；在倾斜板上侧面上设有沿其倾斜方向设置的分隔板，在倾斜板的两侧边位置上分别设有沿其倾斜方向设置的侧板，每侧的侧板上分别设置有沿倾斜方向间隔布置的第一速度传感器和第二速度传感器，第一速度传感器位于电磁铁的下方，第二速度传感器靠近底板与倾斜板的铰接处设置；用于调节倾斜板与底板之间夹角的调节装置，该调节装置包括设置在T形凹槽中可沿T形凹槽滑动的T形滑块，下端与T形滑块固定连接竖向设置的第一立柱，上端设有沿其长度方向延伸的轴向孔，下端插入轴向孔内的第二立柱，第二立柱的上端与倾斜板的下侧面铰接连接，铰接处位于第一速度传感器的正下方，第二立柱与轴向孔的侧壁之间设置有紧固螺栓，第一立柱与第二立柱上分别设有刻度线；在底板上设置有显示屏和PLC，电磁铁、第一速度传感器、第二速度传感器分别与PLC电连接，电磁铁与PLC之间还串接有开关；在课堂上使用能够增强学生对机械能守恒定律的理解和记忆，提高了学习的趣味性，同时节省了学习时间提高了课堂效率。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种机械能守恒定律验证装置，其特征在于，所述机械能守恒定律验证装置包括：
水平设置呈长方形状的底板，所述底板的一侧上设置有电源线；与所述底板之间设有锐角夹角的倾斜板，所述倾斜板的下端与所述底板的两长边侧铰接连接，所述底板上对应所述倾斜板的一侧上设有沿其长度方向延伸的T形凹槽；
在所述倾斜板的上部位置处设有横跨其宽度的电磁铁，在所述倾斜板上侧面上设有沿其倾斜方向设置的分隔板，所述分隔板位于其中间位置处，在所述倾斜板的两侧边位置上分别设有侧板，每侧的所述侧板上分别设置有沿倾斜方向间隔布置的第一速度传感器和第二速度传感器，所述第一速度传感器位于所述电磁铁的下方，所述第二速度传感器靠近所述底板与所述倾斜板的铰接处设置；
用于调节所述倾斜板与所述底板之间夹角的调节装置，所述调节装置包括设置在所述T形凹槽中可沿所述T形凹槽滑动的T形滑块；下端与所述T形滑块固定连接竖向设置的第一立柱，上端设有沿其长度方向延伸的轴向孔；下端插入所述轴向孔内的第二立柱，所述第二立柱的上端与所述倾斜板的下侧面铰接连接，铰接处位于所述第一速度传感器的正下方；在所述第二立柱与所述轴向孔的侧壁之间设置有紧固螺栓；所述第一立柱与所述第二立柱上分别设有刻度线；
在所述底板上设置有显示屏和PLC，所述电磁铁、所述第一速度传感器、所述第二速度传感器分别与所述PLC电连接，所述电磁铁与所述PLC之间还串接有开关。
2.根据权利要求1所述的机械能守恒定律验证装置，其特征在于，在一侧的所述侧板上铰接有板尺，其铰接处位于所述第二速度传感器的中心位置处。
3.根据权利要求1或2所述的机械能守恒定律验证装置，其特征在于，所述第一立柱上刻度线的零刻度线位于所述第二立柱与所述倾斜板的铰接连接处。
4.根据权利要求3所述的机械能守恒定律验证装置，其特征在于，在所述底板远离所述倾斜板的部分上设有围绕所述底板边缘设置有橡胶围墙。
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| CN108538136A (zh) * | 2018-06-19 | 2018-09-14 | 江苏省交通技师学院 | 挖掘机精准刷坡实训装置及其方法 |
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