CN205211265U - 平抛运动的演示实验仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例公开了平抛运动的演示实验仪，涉及教学辅助工具领域。所述实验仪具有平抛运动和匀速直线运动的对比部分，以及平抛运动和自由落体运动的对比部分，做平抛运动的小球和做自由落体运动的小球相撞即验证了平抛运动在竖直方向上的等时性，做平抛运动的小球和做匀速直线运动的小球相撞即验证了平抛运动在水平方向上的等时性。所述演示实验仪不但操作简单而且演示效果形象直观，结构精巧，可以激发学生动手能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及教学辅助工具领域，特别是涉及平抛运动的演示实验仪。
背景技术
平抛运动是中学物理中的重要知识，是同学们第一次接触曲线运动，需要自由落体，水平直线运动及运动合成与分解的知识基础，也为以后对斜抛运动，电磁运动等知识的学习打下基础，有着承上启下的重要作用，其中应用矢量合成与分解的知识解决实际问题的物理思想更是对整个物理学习有着至关重要的作用。
教师在教学过程中通常都是在白纸上逐点描绘平抛运动的运动轨迹，以期通过运动轨迹较为直观的展示平抛运动。
然而抽象的物理理论并不易于理解，所以使用实验仪探究实验就能起到变抽象为直观，化难为易的作用，已有的平抛运动实验仪大多采用打点记录轨迹进行研究或电控制的方法使运动同时发生对比研究的方法，都缺乏趣味性，且对等时性的显示并不直观，现有的此类装置结构冰冷，不利于激发学生的探究欲望。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了新型的平抛运动演示实验仪，可作为矢量合成知识讲解的实验仪，典型的对心碰撞演示实验仪，可以解决现有技术中平抛运动实验仪对等时性显示不够直观的问题。
平抛运动的演示实验仪，包括底座以及固定在所述底座上的基板，所述基板上固定有第一轨道、第一竖杆和第二竖杆，所述第一竖杆上固定有第二轨道，所述第二竖杆上固定有凸出块，所述凸出块上固定有第三轨道，所述凸出块上在所述第三轨道末端的位置设有落球孔以及悬挂在所述落球孔上的阻挡片，所述第二轨道位于所述第一轨道的正上方，所述第三轨道具有与所述第二轨道相同的高度，且所述第一轨道、第二轨道和第三轨道具有相同的长度和倾斜角度，所述第一竖杆和第二竖杆之间设有第一横杆，所述第一横杆上设有可在竖直方向上移动的第一控制杆，所述第一控制杆上对称设置有至少一对止挡片，所述第一竖杆上还设有可在竖直方向上移动的第二控制杆，所述第二控制杆上对称设置有一对止挡片。
较佳地，所述基板上固定有第一楔形块，所述第一轨道固定在所述第一楔形块上，所述第一竖杆上固定有固定块，所述固定块上固定有第二楔形块，所述第二轨道固定在所述第二楔形块上，所述凸出块上固定有第三楔形块，所述第三轨道固定在所述第三楔形块上，所述第一楔形块与所述基板的夹角和所述第二楔形块与所述固定块的夹角相同，同时也和所述第三楔形块与所述凸出块的夹角相同。
较佳地，所述第一横杆的顶部侧面上设有两个置物块，所述第一控制杆放置在所述两个置物块上。
较佳地，所述第一控制杆中央固定有控制手柄，所述一对止挡片关于所述控制手柄对称。
较佳地，所述第一控制杆上的止挡片的数量为四个，分别为第一止挡片、第二止挡片、第三止挡片和第四止挡片，所述第一止挡片和第三止挡片关于所述控制手柄对称，所述第二止挡片和第四止挡片关于所述控制手柄对称。
较佳地，所述第一竖杆和第二竖杆之间固定有中间杆，所述底座上固定有第二横杆，所述中间杆和所述第二横杆与所述第一横杆平行，所述中间杆和第一竖杆的连接处固定有第一限位块，所述第一竖杆和第二横杆的连接处固定有第二限位块，所述第一限位块和第二限位块均抵持在所述第二控制杆上。
较佳地，所述第二控制杆上的止挡片包括位于所述第一轨道上方的第五止挡片和位于所述第二轨道上方的第六止挡片，所述第五止挡片和第六止挡片分别紧贴在第一轨道和第二轨道上。
较佳地，所述第一竖杆上固定有第一卡块和第二卡块，所述第一卡块和第二卡块均与所述第一轨道平行，且所述第一卡块和第二卡块之间具有间隙，所述第二控制杆中央设有滑块，所述滑块卡设在所述第一卡块和第二卡块之间的间隙中，且所述滑块能够在所述间隙中在竖直方向上以及沿平行于所述第一轨道的方向移动。
较佳地，所述滑块在与所述第一卡块和第二卡块相对的侧面上分别开设有凹槽，所述第一卡块和第二卡块即卡合在所述凹槽中，使所述滑块能够沿平行于所述第一轨道的方向滑动，同时所述凹槽的底部与所述第一卡块有一定距离，使所述滑块能够在竖直方向上移动。
较佳地，所述底座上固定有反弹挡板，所述反弹挡板紧贴所述基板和第二竖杆设置。
本实用新型中平抛运动的演示实验仪具有平抛运动和匀速直线运动的对比部分，以及平抛运动和自由落体运动的对比部分，做平抛运动的小球和做自由落体运动的小球相撞即验证了平抛运动在竖直方向上的等时性，做平抛运动的小球和做匀速直线运动的小球相撞即验证了平抛运动在水平方向上的等时性，增添了反弹挡板，运用碰撞知识确保从第二轨道下落做平抛运动的小球和反弹挡板碰撞，以便以原速率反射回来和从第一轨道做匀速直线运动并和反弹挡板发生碰撞后原速返回的小球相撞，以保证仪器实验现象的稳定性。所述演示实验仪不但操作简单而且演示效果形象直观，利于激发学生的探究和动手欲望，还可应用于矢量分解知识和碰撞知识等多个知识点的讲解。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的平抛运动的演示实验仪的结构示意图。
附图标记说明：
10-演示实验仪；100-底座；101-调平螺丝；102-基板；200-第一竖杆；201-第二竖杆；202-第一横杆；203-第二横杆；204-中间杆；205-反弹挡板；206-第一楔形块；207-第一轨道；208-垫块；209-固定块；210-第二楔形块；211-第二轨道；212-凸出块；213-第三楔形块；214-第三轨道；215-落球孔；216-阻挡片；217-置物块；218-第一限位块；219-第二限位块；220-悬挂块；221-第四轨道；300-第一控制杆；301-控制手柄；302-第一止挡片；303-第二止挡片；304-第三止挡片；305-第四止挡片；306-第一挡块；307-第二挡块；400-第一卡块；401-第二卡块；500-第二控制杆；501-第五止挡片；502-第六止挡片；503-滑块；601-第一小球；602-第二小球；603-第三小球。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
参照图1，给出了本实用新型一实施例中平抛运动演示实验仪10的结构示意图，所述演示实验仪10包括底座100以及固定在所述底座100上表面上的基板102。所述底座100下表面上还设有多个调平螺丝101，所述多个调平螺丝101长度可调，以调节所述底座100的水平度。
所述基板102上表面上倾斜固定有第一楔形块206，所述第一楔形块206上表面上固定有第一轨道207，所述第一楔形块206和基板102之间还设置有垫块208，以支撑所述第一楔形块206。
第一竖杆200和第二竖杆201平行设置且固定在所述底座100上，第一横杆202和第二横杆203垂直固定在所述第一竖杆200和第二竖杆201末端，所述第二横杆203固定在所述底座100上。所述第一横杆202和第二横杆203之间还设有与所述第一横杆202平行的中间杆204，所述中间杆204两端分别固定在所述第一竖杆200和第二竖杆201的后侧面上。所述底座100上还固定有反弹挡板205，所述反弹挡板205紧贴所述基板102和第二竖杆201设置。
所述第一竖杆200在靠近所述第一横杆202的一端固定有固定块209，所述固定块209上表面上倾斜固定有第二楔形块210，所述第二楔形块210上表面上固定有第二轨道211。所述第一楔形块206与所述基板102的夹角和所述第二楔形块210与所述固定块209的夹角相同，所述第一轨道207的长度和倾斜角度分别与所述第二轨道211的长度和倾斜角度相同，且所述第二轨道211位于所述第一轨道207正上方。所述第一轨道207和第二轨道211底部末端的切线方向为水平方向。
所述第二竖杆201在靠近所述第一横杆202的一端固定有凸出块212，所述凸出块212上表面上倾斜固定有第三楔形块213，所述第三楔形块213上表面上固定有第三轨道214。所述第三楔形块213与所述凸出块212的夹角和所述第二楔形块210与所述固定块209的夹角相同，所述第三轨道214的长度和倾斜角度分别与所述第二轨道211的长度和倾斜角度相同，且所述第三轨道214具有与所述第二轨道211相同的高度。所述第三轨道214底部末端的切线也为水平方向。所述第一轨道207末端与第四轨道221连接，所述第四轨道221水平设置在所述基板102上，且所述第四轨道221末端与所述反弹挡板205抵接。
所述凸出块212在所述第三轨道214底部末端的位置设有落球孔215，所述第一横杆202在所述落球孔215正上方固定设有悬挂块220，所述悬挂块220底部通过细线悬挂有一阻挡片216，所述阻挡片216在自由状态下遮蔽所述落球孔215且可自由移动。在本实施例中，所述阻挡片为一合页，该合页的一叶片固定在所述凸出块212上，另一叶片可自由转动并悬挂在所述悬挂块220下方。
所述第一横杆202上表面上固定有两个置物块217，第一控制杆300放置在所述两个置物块217上，所述第一控制杆300中央设有控制手柄301。所述第一控制杆300在一端设有第一止挡片302和第二止挡片303，在另一端设有第三止挡片304和第四止挡片305，所述第一止挡片302和第三止挡片304关于所述控制手柄301对称，所述第二止挡片303和第四止挡片305也关于所述控制手柄301对称。所述第一横杆202两端设有垂直向上延伸的第一挡块306和第二挡块307，所述第一控制杆300两端分别抵持在所述第一挡块306和第二挡块307上，以使所述第一控制杆300只能在竖直方向上移动。同时，所述第二轨道211和第三轨道214也分别紧贴在所述第二挡块307和第一挡块306上。
所述第一止挡片302一端固定在所述第一控制杆300上，另一端向所述第三轨道214延伸，所述第三止挡片304一端固定在所述第一控制杆300上，另一端向所述第二轨道211延伸，且所述第一止挡片302向所述第三轨道214延伸的一端与所述第三轨道214的距离与所述第三止挡片304向所述第二轨道211延伸的一端与所述第二轨道211的距离相同。相同地，所述第二止挡片303一端固定在所述第一控制杆300上，另一端向所述第三轨道214延伸，所述第四止挡片305一端固定在所述第一控制杆300上，另一端向所述第二轨道211延伸，且所述第二止挡片303向所述第三轨道214延伸的一端与所述第三轨道214的距离与所述第四止挡片305向所述第二轨道211延伸的一端与所述第二轨道211的距离相同。
所述中间杆204与所述第一竖杆200的连接处固定有第一限位块218，所述第一竖杆200和所述第二横杆203的连接处固定有第二限位块219，所述第一限位块218与第二限位块219向相同方向突出。第二控制杆500抵持在所述第一限位块218和第二限位块219上。
所述第二控制杆500在靠近两端的位置的相同侧面上分别固定有第五止挡片501和第二止挡片502，所述第五止挡片501位于所述第一轨道207上方，所述第六止挡片502位于所述第二轨道211上方，且所述第五止挡片501和第六止挡片502分别紧贴所述第一轨道207和第二轨道211。
所述第一竖杆200上倾斜固定有第一卡块400和第二卡块401，所述第一卡块400和第二卡块401均与所述第一轨道207平行，且所述第一卡块400和第二卡块401之间具有间隙。所述第二控制杆500中央设有滑块503，所述滑块503卡设在所述第一卡块400和第二卡块401之间的间隙中，且所述滑块503能够在所述间隙中在竖直方向上以及沿平行于所述第一轨道207的方向移动。具体地，所述滑块503在与所述第一卡块400和第二卡块401相对的侧面上分别开设有凹槽，所述第一卡块400和第二卡块401即卡合在所述凹槽中，使所述滑块503能够沿平行于所述第一轨道207的方向滑动。同时所述凹槽的底部与所述第一卡块400有一定距离，使所述滑块503能够在竖直方向上移动。
使用所述演示实验仪10演示平抛运动在水平方向上的等时性时，将第一小球601放置在第一轨道207上，并用所述第五止挡片501止挡所述第一小球601。同时将第二小球602放置在第二轨道211上，并用所述第六止挡片502止挡所述第二小球602。沿平行于所述第一轨道207的方向滑动所述第二控制杆500直到将所述第一小球601和第二小球602移动至需要的高度后，竖直向上移动所述第二控制杆500，使所述第五止挡片501向上移动释放所述第一小球601，以及使所述第六止挡片502向上移动释放所述第二小球602，若做平抛运动的第二小球602与做匀速直线运动的第一小球601相撞，则说明平抛运动在水平方向上具有等时性。
使用所述演示实验仪10演示平抛运动在竖直方向上的等时性时，将第三小球603放置在第三轨道214上，并用所述第一止挡片302或第二止挡片303止挡所述第三小球603。同时将第二小球602放置在第二轨道211上，并用所述第三止挡片304或第四止挡片305止挡所述第二小球602。然后向上移动所述第一控制杆300，以使所述第一止挡片302或第二止挡片303向上移动释放所述第三小球603，以及使所述第三止挡片304或第四止挡片305向上移动释放所述第二小球602。所述第二小球602即做平抛运动，所述第三小球603在下落到所述第三轨道214底部后触碰到所述阻挡片216，所述阻挡片216收到撞击后移动并露出所述落球孔215，所述第三小球603进入所述落球孔215后开始做自由落体运动。若做平抛运动的第二小球602与做自由落体运动的第三小球603相撞，则说明平抛运动在竖直方向上具有等时性。
可以理解的是，调节所述反弹挡板205的位置可以使做平抛运动的第二小球602在运动过程中撞到所述反弹挡板205并以原速率反弹，以及使做匀速直线运动的第一小球601在运动过程中撞到反弹挡板205并反弹，反弹后的第一小球601和第二小球602仍可相撞。
综上所述，本实用新型中平抛运动的演示实验仪具有平抛运动和匀速直线运动的对比部分，以及平抛运动和自由落体运动的对比部分，做平抛运动的小球和做自由落体运动的小球相撞即验证了平抛运动在竖直方向上的等时性，做平抛运动的小球和做匀速直线运动的小球相撞即验证了平抛运动在水平方向上的等时性，增添了反弹挡板，运用碰撞知识确保从第二轨道下落做平抛运动的小球和反弹挡板碰撞，以便以原速率反射回来和从第一轨道做匀速直线运动并和反弹挡板发生碰撞后原速返回的小球相撞，以保证仪器实验现象的稳定性。所述演示实验仪不但操作简单而且演示效果形象直观，利于激发学生的探究和动手欲望，还可应用于矢量分解知识和碰撞知识等多个知识点的讲解。
以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是，本实用新型实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.平抛运动的演示实验仪(10)，其特征在于，包括底座(100)以及固定在所述底座(100)上的基板(102)，所述基板(102)上固定有第一轨道(207)、第一竖杆(200)和第二竖杆(201)，所述第一竖杆(200)上固定有第二轨道(211)，所述第二竖杆(201)上固定有凸出块(212)，所述凸出块(212)上固定有第三轨道(214)，所述凸出块(212)上在所述第三轨道(214)末端的位置设有落球孔(215)以及悬挂在所述落球孔(215)上的可活动的阻挡片(216)，所述第二轨道(211)位于所述第一轨道(207)的正上方，所述第三轨道(214)具有与所述第二轨道(211)相同的高度，且所述第一轨道(207)、第二轨道(211)和第三轨道(214)具有相同的长度和倾斜角度，所述第一竖杆(200)和第二竖杆(201)之间设有第一横杆(202)，所述第一横杆(202)上设有可在竖直方向上移动的第一控制杆(300)，所述第一控制杆(300)上对称设置有至少一对止挡片，所述第一竖杆(200)上还设有可在竖直方向上移动的第二控制杆(500)，所述第二控制杆(500)上对称设置有一对止挡片。
2.根据权利要求1所述的演示实验仪(10)，其特征在于，所述基板(102)上固定有第一楔形块(206)，所述第一轨道(207)固定在所述第一楔形块(206)上，所述第一竖杆(200)上固定有固定块(209)，所述固定块(209)上固定有第二楔形块(210)，所述第二轨道(211)固定在所述第二楔形块(210)上，所述凸出块(212)上固定有第三楔形块(213)，所述第三轨道(214)固定在所述第三楔形块(213)上，所述第一楔形块(206)与所述基板(102)的夹角和所述第二楔形块(210)与所述固定块(209)的夹角相同，同时也和所述第三楔形块(213)与所述凸出块(212)的夹角相同。
3.根据权利要求1所述的演示实验仪(10)，其特征在于，所述第一横杆(202)的顶部侧面上设有两个置物块(217)，所述第一控制杆(300)放置在所述两个置物块(217)上。
4.根据权利要求1所述的演示实验仪(10)，其特征在于，所述第一控制杆(300)中央固定有控制手柄(301)，所述至少一对止挡片关于所述控制手柄(301)对称。
5.根据权利要求4所述的演示实验仪(10)，其特征在于，所述第一控制杆(300)上的止挡片的数量为四个，分别为第一止挡片(302)、第二止挡片(303)、第三止挡片(304)和第四止挡片(305)，所述第一止挡片(302)和第三止挡片(304)关于所述控制手柄(301)对称，所述第二止挡片(303)和第四止挡片(305)关于所述控制手柄(301)对称。
6.根据权利要求1所述的演示实验仪(10)，其特征在于，所述第一竖杆(200)和第二竖杆(201)之间固定有中间杆(204)，所述底座(100)上固定有第二横杆(203)，所述中间杆(204)和所述第二横杆(203)与所述第一横杆(202)平行，所述中间杆(204)和第一竖杆(200)的连接处固定有第一限位块(218)，所述第一竖杆(200)和第二横杆(203)的连接处固定有第二限位块(219)，所述第一限位块(218)和第二限位块(219)均抵持在所述第二控制杆(500)上。
7.根据权利要求1所述的演示实验仪(10)，其特征在于，所述第二控制杆(500)上的止挡片包括位于所述第一轨道(207)上方的第五止挡片(501)和位于所述第二轨道(211)上方的第六止挡片(502)，所述第五止挡片(501)和第六止挡片(502)分别紧贴在第一轨道(207)和第二轨道(211)上。
8.根据权利要求1所述的演示实验仪(10)，其特征在于，所述第一竖杆(200)上固定有第一卡块(400)和第二卡块(401)，所述第一卡块(400)和第二卡块(401)均与所述第一轨道(207)平行，且所述第一卡块(400)和第二卡块(401)之间具有间隙，所述第二控制杆(500)中央设有滑块(503)，所述滑块(503)卡设在所述第一卡块(400)和第二卡块(401)之间的间隙中，且所述滑块(503)能够在所述间隙中在竖直方向上以及沿平行于所述第一轨道(207)的方向移动。
9.根据权利要求8所述的演示实验仪(10)，其特征在于，所述滑块(503)在与所述第一卡块(400)和第二卡块(401)相对的侧面上分别开设有凹槽，所述第一卡块(400)和第二卡块(401)即卡合在所述凹槽中，使所述滑块(503)能够沿平行于所述第一轨道(207)的方向滑动，同时所述凹槽的底部与所述第一卡块(400)有一定距离，使所述滑块(503)能够在竖直方向上移动。
10.根据权利要求1所述的演示实验仪(10)，其特征在于，所述底座(100)上固定有反弹挡板(205)，所述反弹挡板(205)紧贴所述基板(102)和第二竖杆(201)设置。
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|---|---|---|---|---|
| CN108198490A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-22 | 佛山杰致信息科技有限公司 | 一种斜抛与自由落体运动对比教学仪器 |
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| CN108198490A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-22 | 佛山杰致信息科技有限公司 | 一种斜抛与自由落体运动对比教学仪器 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20160504 Termination date: 20171224 |