CN205354479U - 一种教学用实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种精度更高、适用范围更广的用于教学用实验装置，包括导轨、滑块、上端部、下端部、电火花打点计时器和支架，所述导轨两端分别固定连接上端部和下端部，所述滑块被限制为仅能延导轨做直线运动，所述上端部与支架通过转轴铰接，所述转轴设置有锁紧装置，可将上端部与支架锁在转轴上，所述支架锁紧在桌边上。在转轴和锁紧装置作用下，导轨可固定在任意角度，滑块依靠自身重力在导轨方向上的分力完成匀变速直线运动，避免了其他可变因素对滑块加速度的影响，使测量结果更精确，而且通过调整导轨角度，可以测量加速度取值范围为-g到+g的匀变速直线运动的运动数据，其中g为重力加速度，而且结构简单，适用应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及物理教学教具领域，特别是一种精度更高、适用范围更广的教学用实验装置。
背景技术
匀加速直线运动是高中物理实验课中最先接触到的，通过测量质点位移，结合电火花打点计时器打点频率，计算质点速度、加速度，但是现有技术中该实验是用重物通过滑轮牵引小车在桌面上做匀加速直线运动，因此这个实验对小车的行驶工况要求非常高，如果小车行驶桌面粗糙度变化大，小车受到的阻力变化就会非常大，这样得出的速度、加速度结果就会比较乱，很难有规律可循，而且由重物牵引小车，重物和小车之间的连接线受到的摩擦阻力变化也非常大，也会影响实验结果所述。
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测量结果精度更高、适用范围更广的用于教学用实验装置，降低桌面粗糙度变化、重物与小车之间连线受到的摩擦阻力等的变化对小车加速度的影响，而且本实验器材可适用于各种匀变速直线运动，同时本实验器材可大幅降低对专用实验台的依赖。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于教学用实验装置，包括直线型的导轨、滑块、上端部、下端部、电火花打点计时器和支架，所述导轨两端分别固定连接上端部和下端部，所述导轨横截面为“工”字形，所述滑块底部设置有与导轨相对应的通槽，所述通槽两侧面各设置有两个滚轮，所述滚轮圆周面与导轨侧面凹槽的顶面、底面相切，所述滑块通过通槽和滚轮被限制为仅能延导轨做直线运动，所述上端部和下端部将滑块封挡在导轨上，所述上端部顶面固定连接有电火花打点计时器，所述上端部与支架通过转轴铰接，所述转轴垂直于导轨侧面且位于水平面上，所述转轴设置有锁紧装置，可将上端部与支架锁在转轴上，防止上端部与支架绕转轴旋转，所述支架设置有锁紧装置，可将支架锁紧在桌边上。
本实用新型的有益效果是：在转轴和锁紧装置作用下，导轨可固定在任意角度，滑块依靠自身重力在导轨方向上的分力完成匀变速直线运动，避免了其他可变因素对滑块加速度的影响，使测量结果更精确，而且通过调整导轨角度，可以测量匀速直线运动、匀加速直线运动和匀减速直线运动，加速度取值范围为-g到+g，g为重力加速度，另外支架的锁紧装置降低了本实验装置对专用实验台的要求，可适用于任何桌面。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，所述转轴的锁紧装置包含转轴末端设置的螺纹及与螺纹配合的第一蝶形螺母，将导轨转动到合适角度后，拧紧第一蝶形螺母，使上端部与支架靠摩擦阻力锁死，而且蝶形螺母手动拧紧更方便，不用借助工具即可操作。
进一步，所述下端部与导轨的结合面固定连接有弹簧的一端，所述弹簧的另一端为对应滑块的自由端，所述弹簧的轴线与滑块的运动方向平行，所述弹簧能够起到使滑块减速的作用，防止滑块直接撞击到结合面，致使滑块和结合面受损，所述弹簧能更好的保护该实验装置。
进一步，所述支架的锁紧装置包括第一压板、第二压板、螺栓和第二蝶形螺母，所述第一压板和第二压板均为长方形板，所述第一压板固定连接到支架上，所述第二压板通过螺栓、第二蝶形螺母连接到第一压板上，所述螺栓和第二蝶形螺母的连接副数量为两对，使用时，第一压板放置于桌边顶面，第二压板放置于第一压板对应的桌边底面，拧紧第二蝶形螺母，可将支架固定于桌边上，两对螺栓和第二蝶形螺母的连接副可有效保证第一压板和第二压板不会发生转动，大幅提高支架锁紧装置的可靠性。
进一步，所述上端部朝向支架的侧壁上设置有圆盘刻度，所述圆盘刻度的圆心位于转轴轴线上，所述支架表面上设置有指示线，所述指示线穿过转轴轴线且指示线方向垂直于第一压板，所述支架覆盖圆盘刻度的区域设置观察窗或者采用透明材料，通过上述装置可以方便的观察到导轨转动的角度，第一压板调整为水平后，可方便读取导轨与竖直方向的夹角，进而也可方便的计算重力加速度延导轨方向的分加速度，用于验证实验得出的加速度的误差。
附图说明
图1为本实用新型的主视图；
图2为本实用新型的右视图；
图3为图1中的A-A面剖视图；
图4为图1中的B处局部视图；
图5为滑块示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、导轨，2、滑块，201，滚轮，202、通槽，3、电火花打点计时器，4、上端部，5、下端部，6、弹簧，7、支架，8、转轴，9、螺栓，10、第二压板，11、第二蝶形螺母，12、刻度，13、指示线，14、第一压板，15、第一蝶形螺母。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图所示，本实用新型所述的用于教学用实验装置，包括直线型的导轨1、滑块2、上端部4、下端部5、电火花打点计时器3和支架7，所述导轨1两端分别固定连接上端部4和下端部5，所述导轨1横截面为“工”字形，所述滑块2底部设置有与导轨1相对应的通槽202，所述通槽202两侧面各设置有两个滚轮201，所述滚轮201圆周面与导轨1侧面凹槽的顶面、底面相切，所述滑块2通过通槽202和滚轮201被限制为仅能延导轨1做直线运动，所述上端部4和下端部5将滑块2封挡在导轨1上，所述上端部4顶面固定连接有电火花打点计时器3，所述上端部4与支架7通过转轴8铰接，所述转轴8垂直于导轨1侧面且位于水平面上，所述转轴8设置有锁紧装置，可将上端部4与支架7锁在转轴8上，防止上端部4与支架7绕转轴8旋转，所述支架7设置有锁紧装置，可将支架7锁紧在桌边上，所述转轴8的锁紧装置包含转轴8末端设置的螺纹及与螺纹配合的第一蝶形螺母15，将导轨1转动到合适角度后，拧紧第一蝶形螺母15，使上端部4与支架7靠摩擦阻力锁死，所述下端部5与导轨1的结合面固定连接有弹簧6的一端，所述弹簧6的另一端为对应滑块2的自由端，所述弹簧6的轴线与滑块2的运动方向平行，所述支架7的锁紧装置包括第一压板14、第二压板10、螺栓9和第二蝶形螺母11，所述第一压板14和第二压板10均为长方形板，所述第一压板14固定连接到支架7上，所述第二压板10通过螺栓9、第二蝶形螺母11连接到第一压板14上，所述螺栓9和第二蝶形螺母11的连接副数量为两对，所述上端部4朝向支架7的侧壁上设置有圆盘刻度12，所述圆盘刻度12的圆心位于转轴8轴线上，所述支架7表面上设置有指示线13，所述指示线13穿过转轴8轴线且指示线13方向垂直于第一压板14，所述支架7覆盖圆盘刻度12的区域设置有观察窗或者采用透明材料。
实验开始时，将实验装置的第一压板14放置于桌边顶面，第二压板10放置于第一压板14对应的桌边底面，将螺栓9放置到第一压板14和第二压板10对应的连接孔中，然后调整第一压板14的水平度，调整好第一压板14的水平度以后，拧紧第二蝶形螺母11，可将支架7固定于桌边上，进而固定住实验装置，然后调整导轨1角度，导轨1角度调整到位后，拧紧第一蝶形螺母15，然后将做实验用的纸带固定连接到滑块2朝向上端部4的侧壁上，且将纸带穿过电火花打点计时器3，启动电火花打点计时器3，松开滑块2或者给予滑块2初速度，实验结束后测量纸带上的点位置计算加速度，同时跟重力加速度延导轨方向的分加速度进行对比，总结规律。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种教学用实验装置，其特征在于，包括直线型的导轨(1)、滑块(2)、上端部(4)、下端部(5)、电火花打点计时器(3)和支架(7)，所述导轨(1)两端分别固定连接上端部(4)和下端部(5)，所述导轨(1)横截面为“工”字形，所述滑块(2)底部设置有与导轨(1)相对应的通槽(202)，所述通槽(202)两侧面各设置有两个滚轮(201)，所述滚轮(201)圆周面与导轨(1)侧面凹槽的顶面、底面相切，所述滑块(2)通过通槽(202)和滚轮(201)被限制为仅能延导轨(1)做直线运动，所述上端部(4)和下端部(5)将滑块(2)封挡在导轨(1)上，所述上端部(4)顶面固定连接有电火花打点计时器(3)，所述上端部(4)与支架(7)通过转轴(8)铰接，所述转轴(8)垂直于导轨(1)且位于水平面上，所述转轴(8)设置有锁紧装置，可将上端部(4)与支架(7)锁紧在转轴(8)上，所述支架(7)设置有锁紧装置，可将支架(7)锁紧在桌边上。
2.根据权利要求1所述的教学用实验装置，其特征在于，所述转轴(8)的锁紧装置包括转轴(8)末端设置的螺纹及与螺纹配合的第一蝶形螺母(15)。
3.根据权利要求1或2所述的教学用实验装置，其特征在于，所述支架(7)的锁紧装置包括第一压板(14)、第二压板(10)、螺栓(9)和第二蝶形螺母(11)，所述第一压板(14)和第二压板(10)均为长方形板，所述第一压板(14)固定连接到支架(7)上，所述第二压板(10)通过螺栓(9)、第二蝶形螺母(11)连接到第一压板(14)上，所述螺栓(9)和第二蝶形螺母(11)的连接副数量为两对。
4.根据权利要求1所述的教学用实验装置，其特征在于，所述下端部(5)与导轨(1)的结合面固定连接有弹簧(6)的一端，所述弹簧(6)的另一端为对应滑块(2)的自由端，所述弹簧(6)的轴线与滑块(2)的运动方向平行。
5.根据权利要求4所述的教学用实验装置，其特征在于，所述上端部(4)朝向支架(7)的侧壁上设置有圆盘刻度(12)，所述圆盘刻度(12)的圆心位于转轴(8)轴线上，所述支架(7)表面上设置有指示线(13)，所述指示线(13)穿过转轴(8)轴线且指示线(13)方向垂直于第一压板(14)，所述支架(7)覆盖圆盘刻度(12)的区域设置有观察窗或者采用透明材料。
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| CN106898202A (zh) * | 2017-04-24 | 2017-06-27 | 王国锋 | 集物理教学和学生学习为一体的实验台 |
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