CN204808675U - 多功能物理与数学教学实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种多功能物理与数学教学实验装置，包括第一滑轨、第二滑轨以及连杆，所述第一滑轨横向放置在操作台上，且所述第一滑轨首端与设置在第一滑轨上方的第二滑轨末端相铰接，所述第二滑轨首端与设置在第一滑轨上方的连杆首端相铰接，所述连杆末端铰接有可沿着第一滑轨往复运动的调节滑块，所述第二滑轨内滑动配合有测距滑块，所述第一滑轨首端设置有超声波测距模块，所述超声波测距滑块与控制模块、数据显示模块相连接。本实用新型通过调节第一滑轨与第二滑轨夹角，结合超声波测距模块，能够探究重力加速度相关知识；通过改变第一滑轨、第二滑轨以及连杆相对位置，能够探究三角函数公式相关知识，利于学生对物理和数学知识的掌握。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多功能物理与数学教学实验装置。
背景技术
在高学生的物理学习中，高学生需要掌握时间、速度、位移、重力加速度等等变量之间的关系，由于物理知识的抽象性，需要通过物理实验加深对物理知识的理解，一般采用打点计时器等实验设备。打点计时器是一种测量时间的工具，如果运动物体带动的纸带通过打点计时器，在纸带上打下的点就记录了物体运动的时间，纸带上的点也相应的表示出了运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上的各点间的间隔，就可以分析物体的运动频率，打点计时器实验器材简陋，纸带阻力大，实验误差大。为了提高实验准确度，现在的新教材采用DIS研究速度和加速度之间的关系，但是DIS实验设备繁多，需要将位移传感器的发射器固定在小车上，将接收器固定在轨道上，同时需要用到计算机等分析设备，不利于学生自主分析。
另外，高中数学知识学习难度大，许多数学公式特别是三角函数公式，十分相近，学生常常死记硬背，学习负担重，大大增加了学习难度。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构设计合理、使用方便快捷的多功能物理与数学教学实验装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种多功能物理与数学教学实验装置，包括第一滑轨、第二滑轨以及连杆，所述第一滑轨横向放置在操作台上，且所述第一滑轨首端与设置在第一滑轨上方的第二滑轨末端相铰接，所述第二滑轨首端与设置在第一滑轨上方的连杆首端相铰接，所述连杆末端铰接有可沿着第一滑轨往复运动的调节滑块，所述第二滑轨内滑动配合有测距滑块，所述第一滑轨首端设置有超声波测距模块，所述超声波测距滑块与控制模块、数据显示模块相连接。
进一步的，所述超声波测距模块包含超声波测距传感器，所述超声波测距传感器工作方向与测距滑块在第二滑轨上的运动方向相同。
进一步的，所述第一滑轨的外侧壁设置有用以测量第一滑轨首端与连杆末端直线间距的刻度。
进一步的，所述第一滑轨与第二滑轨的铰接处设置有用以测量第一滑轨和第二滑轨夹角的第一量角器，所述连杆与调节滑块的铰接处设置有用以测量第一滑轨与连杆夹角的第二量角器。
进一步的，所述第一滑轨的两侧壁沿第一滑轨长度方向均开设有通槽，所述调节滑块经螺丝螺母组件、通槽与第一滑轨固定连接。
进一步的，所述第二滑轨末端设置用以减震的橡胶或海绵。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：（1）本实用新型通过调节第一滑轨与第二滑轨夹角，能够平衡第二滑轨对测距滑块的滑动摩擦力，提高探究重力加速度物理实验的精度；（2）本实用新型通过改变第一滑轨与第二滑轨夹角，使得测距滑块获得不同大小的重力的分力，从而获得不同大小的重力加速度，结合超声波测距模块，能够探究重力加速度相关知识，同时在本实验中掌握控制变量法；（3）本实用新型利用超声波测距模块代替传统的打点计时器、纸带，简化实验器材，减少浪费，同时大大提高该物理实验精度；（4）本实用新型中所述超声波测距传感器工作方向与测距滑块在第二滑轨上的运动方向相同，测距滑块在滑动过程中，超声波测距传感器将运动的测距滑块视为障碍物，定时向测距滑块发送超声波，从而得到在相等时间内，测距滑块的滑动距离，操作简单、高效；（5）在实验过程中，还可以在同等条件下，在第二轨道上滚动测距滑块，从而比较滑动摩擦力与滚动摩擦力的大小；（6）本实用新型中的第一滑轨、第二滑轨以及连杆正好构成一个三角形，又由于第一滑轨、第二滑轨以及连杆之间相互连接关系，可以不断改变第一滑轨、第二滑轨以及连杆相对位置，可以探究若干三角函数公式，形象生动，有利于学生掌握抽象的数学知识。（7）本实用新型结构设计合理，操作简单便捷，不但能够作为物理数学教学实验装置，还能够作为每个学生的日常学习用具。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本实用新型实施例的构造示意图。
图2为本实用新型实施例的正视示意图。
图中：1-第一滑轨，11-侧壁，2-第二滑轨，3-连杆，4-调节滑块，5-测距滑块，6-超声波测距模块，7-数据显示模块，8-第一量角器，9-第二量角器，10-通槽，11-螺丝螺母组件。
具体实施方式
如图1~2所示，一种多功能物理与数学教学实验装置，包括第一滑轨1、第二滑轨2以及连杆3，所述第一滑轨1横向放置在操作台上，且所述第一滑轨1首端与设置在第一滑轨1上方的第二滑轨2末端相铰接，所述第二滑轨2首端与设置在第一滑轨1上方的连杆3首端相铰接，所述连杆3末端铰接有可沿着第一滑轨1往复运动的调节滑块4，所述第二滑轨2内滑动配合有测距滑块5，所述第一滑轨1首端设置有超声波测距模块6，所述超声波测距滑块5与控制模块、数据显示模块7相连接。
在本实用新型中，所述超声波测距模块6包含超声波测距传感器，所述超声波测距传感器工作方向与测距滑块5在第二滑轨2上的运动方向相同，在测距滑块5在从第二滑轨2首端滑向第二轨道2末端的过程中，超声波测距传感器将运动的测距滑块5视为障碍物，定时向测距滑块5发送超声波，从而得到在相等时间内，测距滑块5的滑动距离数据，便于学生探究时间、速度、位移、重力加速度等等变量之间的关系。
在本实用新型中，所述第一滑轨1的外侧壁设置有用以测量第一滑轨1首端与连杆3末端直线间距的刻度。
在本实用新型中，所述第一滑轨1与第二滑轨2的铰接处设置有用以测量第一滑轨1和第二滑轨2夹角的第一量角器8，所述连杆3与调节滑块4的铰接处设置有用以测量第一滑轨1与连杆3夹角的第二量角器9。
在本实用新型中，所述第一滑轨1、第二滑轨2以及连杆3正好构成一个三角形，又由于第一滑轨1、第二滑轨2以及连杆3之间相互连接关系，可以不断改变第一滑轨1、第二滑轨2以及连杆3相对位置，通过刻度以及量角器，测得角度以及长度数据，通过计算，可以验证若干三角函数公式，形象生动，有利于学生掌握抽象的数学知识。
在本实用新型中，所述第一滑轨1的两侧壁沿第一滑轨1长度方向均开设有通槽10，在第一轨道1上滑动调节滑块4，可以实现无级调节第一滑轨1与第二滑轨2夹角；当调节好第一滑轨1与第二滑轨2夹角后，所述调节滑块4经螺丝螺母组件11、通槽10与第一滑轨1固定连接。
在本实用新型中，所述第二滑轨2末端设置用以减震的橡胶或海绵，避免测距滑块5因碰撞飞出第二轨道。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
Claims (6)
1.一种多功能物理与数学教学实验装置，其特征在于：包括第一滑轨、第二滑轨以及连杆，所述第一滑轨横向放置在操作台上，且所述第一滑轨首端与设置在第一滑轨上方的第二滑轨末端相铰接，所述第二滑轨首端与设置在第一滑轨上方的连杆首端相铰接，所述连杆末端铰接有可沿着第一滑轨往复运动的调节滑块，所述第二滑轨内滑动配合有测距滑块，所述第一滑轨首端设置有超声波测距模块，所述超声波测距滑块与控制模块、数据显示模块相连接。
2.根据权利要求1所述的多功能物理与数学教学实验装置，其特征在于：所述超声波测距模块包含超声波测距传感器，所述超声波测距传感器工作方向与测距滑块在第二滑轨上的运动方向相同。
3.根据权利要求2所述的多功能物理与数学教学实验装置，其特征在于：所述第一滑轨的外侧壁设置有用以测量第一滑轨首端与连杆末端直线间距的刻度。
4.根据权利要求3所述的多功能物理与数学教学实验装置，其特征在于：所述第一滑轨与第二滑轨的铰接处设置有用以测量第一滑轨和第二滑轨夹角的第一量角器，所述连杆与调节滑块的铰接处设置有用以测量第一滑轨与连杆夹角的第二量角器。
5.根据权利要求4所述的多功能物理与数学教学实验装置，其特征在于：所述第一滑轨的两侧壁沿第一滑轨长度方向均开设有通槽，所述调节滑块经螺丝螺母组件、通槽与第一滑轨固定连接。
6.根据权利要求5所述的多功能物理与数学教学实验装置，其特征在于：所述第二滑轨末端设置用以减震的橡胶或海绵。
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| CN201520396078.XU CN204808675U (zh) | 2015-06-10 | 2015-06-10 | 多功能物理与数学教学实验装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107145058A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-09-08 | 浙江胜昔信息科技有限公司 | 一种数字化打点计时器 |
| CN107945629A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-04-20 | 黄跃 | 一种物理教育用小球加速度演示教具 |
| CN110706560A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-01-17 | 江苏盐西世纪教育产业项目开发有限公司 | 一种实感式速度实验演示装置 |
| CN111508302A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-08-07 | 江苏桅杆电子科技有限公司 | 一种用于汽车后车门的电控模拟系统 |
| CN111540246A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-08-14 | 江苏桅杆电子科技有限公司 | 一种用于汽车前车门的电控模拟系统 |
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