CN205943227U - 一种物理教学演示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种物理教学演示装置，包括底板和固连于所述底板上的导轨，所述导轨包括与所述底板固连的水平段以及设于所述水平段两端且长度相等的第一弯曲段和第二弯曲段，所述第一弯曲段的边缘处设有开启段，所述开启段上设有运动开启装置，所述第二弯曲段的边缘处设有限位段，所述限位段上设有运动限位装置，所述运动开启装置和所述水平段上均设有球体。本实用新型能够很好地适应高标准的教学环境，达到理想的实验效果，增加课堂的趣味性。

Description

一种物理教学演示装置

技术领域

本实用新型属于教学教具技术领域，具体涉及一种物理教学演示装置。

背景技术

学生们在学习书本知识时，辅助于教学教具和实验装置，对加深所学知识的理解和掌握是有极大帮助的，尤其是对初次接触学习物理机械能守恒定律以及动量守恒定律相关知识的学生来说，物理随堂实验装置是非常必要的。而在现有的物理教学中，就缺少这样的物理随堂实验装置，老师要么完全依靠书本知识进行教学，要么自己制作一些不规范的自制物理教具来帮助学生理解物理知识，无论是教具的可靠性以及实际的教学目的都达不到理想的效果。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中的问题之一。为此，本实用新型提供一种物理教学演示装置。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种物理教学演示装置，包括底板和固连于所述底板上的导轨，所述导轨包括与所述底板固连的水平段以及设于所述水平段两端且长度相等的第一弯曲段和第二弯曲段，所述第一弯曲段的边缘处设有开启段，所述开启段上设有运动开启装置，所述第二弯曲段的边缘处设有限位段，所述限位段上设有运动限位装置，所述运动开启装置和所述水平段上均设有等重量和大小的球体。

根据本实用新型实施例上述的一种物理教学演示装置，通过设置底板、导轨、运动开启装置、运动限位装置以及球体即可实现机械能守恒定律以及动量守恒定律的现场演示，操作简单方便，其中运动开启装置和运动限位装置的设置，可以自由控制实验的开始和停止，降低了钢球跌落的风险，因此，本实用新型可达到理想的教学效果。

另外，根据本实用新型还可以具有如下附加的技术特征：

所述开启段与所述限位段均水平设置且长度相等，所述运动开启装置设置在所述开启段与所述第一弯曲段相接处，所述运动限位装置设置在所述限位段与所述第二弯曲段相接处。

所述运动开启装置包括设置在所述开启段上用于固定所述球体的固定槽，以及设在所述固定槽外侧边处且贯穿固定于所述导轨两侧的定位销，所述定位销上设置有弹片，所述弹片与所述球体接触。

所述运动限位装置为限位槽，所述限位槽与所述固定槽形状相同且大小相等。

所述底板与所述第一弯曲段以及所述第二弯曲段之间均设置有导轨支撑架，两个所述导轨支撑架均设置于所述第一弯曲段和所述第二弯曲段的中间位置。

所述导轨支撑架中间位置设有减重孔。

所述底板上设有水平调节装置，所述水平调节装置包括水平显示尺和调节螺栓，所述调节螺栓与所述底板底面上的凸焊螺母螺纹配合。

所述水平显示尺包括一个设置在所述底板中间位置的横向水平尺和两个位于所述横向水平尺两侧的纵向水平尺。

所述调节螺栓包括螺纹杆和固连于所述螺纹杆上端的操作旋钮，所述操作旋钮的周向设有圆形凹槽。

所述螺纹杆的下端套装有橡胶垫。

本实用新型的一种物理教学演示装置与现有技术相比具有以下优势：

（1） 本实用新型能够演示机械能守恒定律和动量守恒定律，方便在教学过程中进行展示，让学生更加深刻的理解教学内容和提升学习效果；

（2） 本实用新型的球体结构可以自如的在轨道内滑行，轨道的设计最大程度降低了摩擦力的影响，其设计的运动开启装置和运动限位装置，可以自由控制实验的开始和停止，降低了球体跌落的风险；

（3） 本实用新型的导轨支撑架可以保证整个装置的刚性，装置更加坚固耐用；

（4）本实用新型设计的水平调节机构，能够更好的适应教学环境，达到理想的实验效果，同时调平的过程能够培养学生严谨的学习态度。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1为本实用新型实施例所述的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的运动开启装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的底板的一个方向的结构示意图；

图4为本实用新型实施例所述的底板的又一个方向的结构示意图；

图5为本实用新型实施例所述的导轨支撑架的结构示意图；

图6为本实用新型实施例所述的调节螺栓的结构示意图.

图中：球体1，导轨2，第一水平段21，第一弯曲段221，第二弯曲段222，开启段231，限位段232，弹片3，定位销4，固定槽51，限位槽52，底板6，纵向水平尺7，横向水平尺8，导轨支撑架9，调节螺栓10，螺纹孔11，凸焊螺母12，减重孔13，操作旋钮14，螺纹杆15，橡胶垫16，圆形凹槽17。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1、图2所示，本实施例包括底板6和固连于所述底板6上的导轨2，所述导轨2包括与所述底板6固连的水平段21以及设于所述水平段21两端且长度相等的第一弯曲段221和第二弯曲段222，所述第一弯曲段221的边缘处设有开启段231，所述开启段231上设有运动开启装置，所述第二弯曲段222的边缘处设有限位段232，所述限位段232上设有运动限位装置，所述运动开启装置和所述水平段21上均设有等重量和大小的球体1。

在本实施例中，导轨2整体结构为钢材，水平段21位于整个导轨2的中间位置且处于导轨2的最底端，水平段21上的球体1数量优选为三个，三个球体1沿导轨2并排接触放置，第一弯曲段221、开启段231依次设置在水平段21的一侧，其中开启段231上的球体1数量为一个，第二弯曲段222、限位段232依次设置在水平段21的另一侧，第一弯曲段221与第二弯曲段222可以均为直线段，也可以均为带弧面的曲线段，这里不对其具体形状进行限制，这样，第一弯曲段221、开启段231、第二弯曲段222、限位段232以及水平段21一体成型构成整个导轨2本体，在进行机械能守恒定律的现场演示时，先将一个球体1放置于运动开启装置处，保持球体1静止，同时将另外三个球体1放置于导轨2的水平段21中间位置处，按下运动开启装置将球体1推下，球体1向下运动过程中将势能转化成动能，当运动到水平段21时动能最大，势能最小，直到与水平段上的第一个球体1接触时，基于力的传递作用，将动能全部传递至靠近第二弯曲段222的球体1上，此时该球体1沿水平段21运动至第二弯曲段222并继续运动到限位段232停止，从而实现了机械能守恒定律的验证。其操作简单方便，并且通过设置运动开启装置和运动限位装置，可以自由控制实验的开始和停止，降低了球体1跌落的风险。

进一步地，如图1所示，所述开启段231与所述限位段232均水平设置且长度相等，所述运动开启装置设置在所述开启段231与所述第一弯曲段221的相接处，所述运动限位装置设置在所述限位段232与所述第二弯曲段222的相接处。

这样，第一弯曲段221与第二弯曲段222为形状、大小相同的构造，开启段231与限位段232呈水平设置且长度相等，相当于整个导轨2为左右对称的结构，另外为了保证实验效果，应尽量保证球体1的初始速度接近于零，且运动到限位段232的速度也接近于零，本实用新型将运动开启装置设置在开启段231与第一弯曲段221的相接处，将运动限位装置设置在限位段232与第二弯曲段222的相接处。这样，只需要施加很小的力，即可实现球体1以接近于零的速度从运动开启装置运动到第一弯曲段221并沿第一弯曲段221继续运动至水平段21，并且能够使靠近第二弯曲段222的球体1在运动到第二弯曲段222顶点时速度接近于零并恰好运动至运动限位装置处。从而使得本实施例可达到理想的教学效果。

进一步地，如图2所示，所述运动开启装置包括设置在所述开启段231上用于固定所述球体1的固定槽51，以及设在所述固定槽51外侧边处且贯穿固定于所述导轨2两侧的定位销4，所述定位销4上设置有弹片3，所述弹片3与所述球体1接触。

本实用新型的实施例中，定位销4可以与弹片3焊接固定，由于弹片3与球体1接触，实验开始时，只需轻按弹片3即可。需要说明的是，本实用新型将固定槽51深度设计成小于球体1半径的十分之一即可，以免在按动弹片时将球体1弹起或使球体1获得一向上的速度，影响实验效果。

进一步地，如图1所示，所述运动限位装置包括限位槽52，所述限位槽52与所述固定槽51形状相同且大小相等。

这样，将限位槽52与固定槽51设计成形状相同且大小相等，降低了本实用新型的加工难度和制造成本。

进一步地，如图1、图5所示，所述底板6与所述第一弯曲段221以及所述第二弯曲段222之间均设置有导轨支撑架9，两个所述导轨支撑架9均设置于所述第一弯曲段221和所述第二弯曲段222的中间位置。

导轨支撑架9整体为钢板冲压成型，其整体结构呈梯形，上端分别与第一弯曲段221以及第二弯曲段222焊接固定，下端与底板6焊接固定，导轨支撑架9的设置，为整个实验装置提供了良好的支撑和系统刚性。在本实用新型的一个优选实施例中，考虑整个导轨2的受力情况，将两个导轨支撑架9均设置于第一弯曲段221和第二弯曲段222的中间位置，从而达到了很好的平衡受力效果。

优选地，所述导轨支撑架9中间位置设有减重孔13。

在本实施例中，减重孔13随形设计且为两个，两个减重孔13之间为实体结构，这样，在保证导轨支撑架9整体强度的同时，最大可能的实现了轻量化设计。

进一步地，如图1、图3、图4、图6所示，所述底板6上设有水平调节装置，所述水平调节装置包括水平显示尺和调节螺栓10，所述调节螺栓10与所述底板6底面上的凸焊螺母12螺纹配合。

为了保证实验环境，达到良好的演示效果，本实施例中设置了水平调节装置，其中水平显示尺可通过粘贴的方式固定于底板6上，用于显示底板6是否处于水平状态，如果否，可通过调节螺栓10进行调节直到底板6水平。

如图3、图4所示，在底板6的四周开设有螺纹孔11，在底板6的底面与螺纹孔11对应位置处设有凸焊螺母12，调节螺栓10与底板6底面上的凸焊螺母12螺纹配合，如此，可达到很好的调节效果。

优选地，所述水平显示尺包括一个设置在所述底板6中间位置的横向水平尺8和两个位于所述横向水平尺8两侧的纵向水平尺7。

其中，横向水平尺8设置在底板6中间位置且与导轨2的水平段21保持一定距离，用于检测底板6在球体1运动方向是否水平，纵向水平尺7位于横向水平尺8的两侧，用于检测导轨2两侧是否处于水平状态。

优选地，如图6所示，所述调节螺栓10包括螺纹杆15和固连于所述螺纹杆15上端的操作旋钮14，所述操作旋钮14的周向设有圆形凹槽17。

其中操作旋钮14为注塑材质，同时操作旋钮14上设计有便于操作的圆形凹槽17，以提高操作时的方便性。螺纹杆15能够插入底板6的对应螺纹孔11中并穿过底板6下方的凸焊螺母12，保证固定的可靠性。

进一步地，所述螺纹杆15的下端套装有橡胶垫16。

本实用新型的实施例中，橡胶垫16上方与螺纹杆15下部固定，且橡胶垫16下方与桌面接触，保证实验桌面不受损坏，避免刚性接触产生的不利影响。

因此，本实施例可以很好的演示机械能守恒定律，同理能够很好的演示动量守恒定律，针对动量守恒定律的演示及操作过程，在此不一一赘述。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种物理教学演示装置，其特征在于：包括底板（6）和固连于所述底板（6）上的导轨（2），所述导轨（2）包括与所述底板（6）固连的水平段（21）以及设于所述水平段（21）两端且长度相等的第一弯曲段（221）和第二弯曲段（222），所述第一弯曲段（221）的边缘处设有开启段（231），所述开启段（231）上设有运动开启装置，所述第二弯曲段（222）的边缘处设有限位段（232），所述限位段（232）上设有运动限位装置，所述运动开启装置和所述水平段（21）上均设有等重量和大小的球体（1）。

2.根据权利要求1所述的一种物理教学演示装置，其特征在于：所述开启段（231）与所述限位段（232）均水平设置且长度相等，所述运动开启装置设置在所述开启段（231）与所述第一弯曲段（221）的相接处，所述运动限位装置设置在所述限位段（232）与所述第二弯曲段（222）的相接处。

3.根据权利要求2所述的一种物理教学演示装置，其特征在于：所述运动开启装置包括设置在所述开启段（231）上用于固定所述球体（1）的固定槽（51），以及设在所述固定槽（51）外侧边处且贯穿固定于所述导轨（2）两侧的定位销（4），所述定位销（4）上设置有弹片（3），所述弹片（3）与所述球体（1）接触。

4.根据权利要求3所述的一种物理教学演示装置，其特征在于：所述运动限位装置包括限位槽（52），所述限位槽（52）与所述固定槽（51）形状相同且大小相等。

5.根据权利要求1所述的物理教学演示装置，其特征在于：所述底板（6）与所述第一弯曲段（221）以及所述第二弯曲段（222）之间均设置有导轨支撑架（9），两个所述导轨支撑架（9）均设置于所述第一弯曲段（221）和所述第二弯曲段（222）的中间位置。

6.根据权利要求5所述的一种物理教学演示装置，其特征在于：所述导轨支撑架（9）中间位置设有减重孔（13）。

7.根据权利要求5所述的一种物理教学演示装置，其特征在于：所述底板（6）上设有水平调节装置，所述水平调节装置包括水平显示尺和调节螺栓（10），所述调节螺栓（10）与所述底板（6）底面上的凸焊螺母（12）螺纹配合。

8.根据权利要求7所述的一种物理教学演示装置，其特征在于：所述水平显示尺包括一个设置在所述底板（6）中间位置的横向水平尺（8）和两个位于所述横向水平尺（8）两侧的纵向水平尺（7）。

9.根据权利要求7所述的一种物理教学演示装置，其特征在于：所述调节螺栓（10）包括螺纹杆（15）和固连于所述螺纹杆（15）上端的操作旋钮（14），所述操作旋钮（14）的周向设有圆形凹槽（17）。

10.根据权利要求9所述的一种物理教学演示装置，其特征在于：所述螺纹杆（15）的下端套装有橡胶垫（16）。