CN204632195U - 教学用物理实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种实验装置，特别涉及一种用于匀变速、加速度研究的教学用物理实验装置，包括长板、打点计时器及小车，打点计时器通过安装座设置在长板一端，长板另一端设有可拆卸滑轮，小车前端连接穿过打点计时器的纸带，小车后端连接绕过滑轮的细绳，长板上设有截面为梯形的梯形轨，小车车轮与梯形轨两侧斜面配合，小车底部设有与梯形轨配合的凹面，小车前端安装一永磁体，对应的安装座前端固定一电磁体，电磁体通电后，电磁体及永磁体相对面具有相同的极性。本实用新型大大简化了实验的操作过程，小车运行过程稳定、纸带打点准确，实验成功率高。

Description

教学用物理实验装置

技术领域

本实用新型涉及一种实验装置，特别涉及一种用于匀变速、加速度研究的教学用物理实验装置。

背景技术

物体的受力与运动关系是高中物理中的一项重要内容，通过对匀速直线运动、匀变速直线运动、加速直线运动的实验研究，是理解上述关系的重要方式，也是物理教学中的常用手段。现有的实验器材包括一长木板、小车、打点计时器等，通过小车拉动纸带，打点计时器在纸带上进行打点记录。现有器材的不足在于：一是要用手将小车固定在起始位置，启动打点计时器后，再推动小车，两手操作不方便，当小车停下后还要及时关闭打点计时器；二是在推动小车时，如果推力稍偏，造成小车歪斜，将影响实验结果。另外，进行加速直线运动等实验时，需要将长木板一端垫高，高度调节有限，使用不方便。

实用新型内容

根据以上现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种教学用物理实验装置，适于匀速直线运动、匀变速直线运动、加速直线运动等试验研究，小车运行平稳、操作简单方便，提高实验成功率。

本实用新型所述的教学用物理实验装置，包括长板、打点计时器及小车，打点计时器通过安装座设置在长板一端，长板另一端设有可拆卸滑轮，小车前端连接穿过打点计时器的纸带，小车后端连接绕过滑轮的细绳，长板上设有截面为梯形的梯形轨，小车车轮与梯形轨两侧斜面配合，小车底部设有与梯形轨配合的凹面，小车前端安装一永磁体，对应的安装座前端固定一电磁体，电磁体通电后，电磁体及永磁体相对面具有相同的极性。

当启动打点计时器时，电磁体同时通电，由于电磁体与永磁体相对面极性相同，产生相斥力，小车自动向前运行，从而大大方便了操作；由于设置了梯形轨，小车只能沿轨道运行，避免小车发生歪斜，纸带打点准确，小车的车轮倾斜设置与梯形轨配合，不额外增加摩擦力，小车运行平稳，实验成功率高。

所述的梯形轨尾部设有感应开关，感应开关连接打点计时器的电源控制系统。

所述的长板尾端设有橡胶挡板。

所述的长板下方还设有座板，座板与长板铰接，铰接轴固定在长板尾部，铰接轴外端装有棘轮，对应的座板上装有与棘轮配合的棘爪，棘爪连接外部拨杆，棘爪一侧通过弹簧压紧。

所述的座板后部装有角度尺。

所述的座板底部设有固定夹，长板前部下方设有调节底脚。

实验时，初始状态下，小车通过前面的永磁体吸在安装座前端，从而无需手动固定小车，当启动开关后，电磁体通电产生磁力，在斥力作用下，小车自动具有一定初速度，当小车向前运行通过感应开关时，打点计时器自动停止打点，小车通过橡胶挡板停止运动。当需要进行加速度实验时，转动长板，在棘轮棘爪作用下，长板自动定位在转动的角度上，通过拨杆拉动棘爪可进行反向调节，通过角度尺可读取转动角度。当将长板立起时，将滑轮拆下，可进行机械能守恒验证实验。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：

本教学用物理实验装置大大简化了实验的操作过程，小车运行过程稳定、纸带打点准确，实验成功率高；适用于匀速直线运动、匀变速直线运动、加速直线运动、机械能守恒验证等实验研究，应用范围广。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是小车与梯形轨配合示意图；

图3是长板与座板的尾部连接结构示意图。

图中：1、座板；2、固定夹；3、长板；4、调节底脚；5、开关；6、打点计时器；7、纸带；8、电磁体；9、永磁体；10、小车；10.1、车轮；11、梯形轨；12、细绳；13、感应开关；14、橡胶挡板；15、角度尺；16、滑轮；17、棘轮；18、棘爪；19、弹簧；20、拨杆；21、铰接轴；22、安装座。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述。

如图1～3所示，本教学用物理实验装置包括长板3、打点计时器6及小车10，打点计时器6通过安装座22设置在长板3一端，长板3另一端设有可拆卸滑轮16，小车10前端连接穿过打点计时器6的纸带7，小车10后端连接绕过滑轮16的细绳12，细绳12尾端设有挂钩。长板3后部下方设有座板1，座板1长度小于长板3，座板1底部设有固定夹2，长板3前部下方设有调节底脚4，长板3尾端设有橡胶挡板14。

长板3上设有截面为梯形的梯形轨11，小车10的车轮10.1与梯形轨11两侧斜面配合，小车10底部设有与梯形轨11配合的凹面，避免小车10发生歪斜，纸带7打点准确，小车10前端安装一永磁体9，对应的安装座22前端固定一电磁体8，电磁体8通电后，电磁体8及永磁体9相对面具有相同的极性。当启动打点计时器6时，电磁体8同时通电，由于电磁体8与永磁体9相对面极性相同，产生相斥力，小车10自动向前运行，从而大大方便了操作，梯形轨11尾部设有感应开关13，感应开关13连接打点计时器6的电源控制系统，当感应开关13感应到小车10后，自动停止打点计时器6。

座板1与长板3铰接，铰接轴21固定在长板3尾部，铰接轴21外端装有棘轮17，对应的座板1上装有与棘轮17配合的棘爪18，棘爪18连接外部拨杆20，棘爪18一侧通过弹簧19压紧，座板1后部装有角度尺15。

工作原理及过程：

实验时，初始状态下，小车10通过前面的永磁体9吸在安装座22前端，从而无需手动固定小车10，当启动开关5后，电磁体8通电产生磁力，在斥力作用下，小车10自动具有一定初速度，当小车10向前运行通过感应开关13时，打点计时器6自动停止打点，小车10通过橡胶挡板14停止运动。当需要进行加速度实验时，转动长板3，在棘轮17棘爪18作用下，长板3自动定位在转动的角度上，通过拨杆20拉动棘爪18可进行反向调节，通过角度尺15可读取转动角度。当将长板3立起时，将滑轮16拆下，可进行机械能守恒验证实验。

Claims (6)

1.一种教学用物理实验装置，包括长板(3)、打点计时器(6)及小车(10)，打点计时器(6)通过安装座(22)设置在长板(3)一端，长板(3)另一端设有可拆卸滑轮(16)，小车(10)前端连接穿过打点计时器(6)的纸带(7)，小车(10)后端连接绕过滑轮(16)的细绳(12)，其特征在于：长板(3)上设有截面为梯形的梯形轨(11)，小车(10)车轮(10.1)与梯形轨(11)两侧斜面配合，小车(10)底部设有与梯形轨(11)配合的凹面，小车(10)前端安装一永磁体(9)，对应的安装座(22)前端固定一电磁体(8)，电磁体(8)通电后，电磁体(8)及永磁体(9)相对面具有相同的极性。

2.根据权利要求1所述的教学用物理实验装置，其特征在于：所述的梯形轨(11)尾部设有感应开关(13)，感应开关(13)连接打点计时器(6)的电源控制系统。

3.根据权利要求1所述的教学用物理实验装置，其特征在于：所述的长板(3)尾端设有橡胶挡板(14)。

4.根据权利要求1～3任一所述的教学用物理实验装置，其特征在于：所述的长板(3)下方还设有座板(1)，座板(1)与长板(3)铰接，铰接轴(21)固定在长板(3)尾部，铰接轴(21)外端装有棘轮(17)，对应的座板(1)上装有与棘轮(17)配合的棘爪(18)，棘爪(18)连接外部拨杆(20)，棘爪(18)一侧通过弹簧(19)压紧。

5.根据权利要求4所述的教学用物理实验装置，其特征在于：所述的座板(1)后部装有角度尺(15)。

6.根据权利要求4所述的教学用物理实验装置，其特征在于：所述的座板(1)底部设有固定夹(2)，长板(3)前部下方设有调节底脚(4)。