CN206961385U - 物理实验用斜坡装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种物理实验用斜坡装置，解决了现有技术物理实验中斜坡装置教学能力有限使学生无法进行充分学习的问题。该装置包括底座，底座呈L形，底座上架设有倾斜的滑道，滑道为正多面体结构，滑道的每个表面的摩擦系数均不相同，滑道可沿自身的中心轴线转动。L形底座上开有沿竖直方向和水平方向延伸的滑槽，滑槽内均往复直线滑动有滚珠，滚珠与滑槽相适配，滚珠位于滑槽外部的体积小于其位于滑槽内部的体积；滑道的两端中心位置均固定有连杆，连杆插入对应的滚珠内。本实用新型的物理实验用斜坡装置结构简单、使用方便，具有多种教学方式及内容，能够使学生得到充分的学习，具有很好的实用性。

Description

物理实验用斜坡装置

技术领域

本实用新型涉及物理实验用具技术领域，特别是指一种结构简单、使用方便，能够有效提高学习直观度的物理实验用斜坡装置。

背景技术

目前，物理学是一门实验的科学，离开了物理实验，物理学就不能得到发展，物理教学的质量也得不到提高。传统的教学观念是重理论轻实践，教师在课堂上只注重理论知识的灌输，而忽略了学生实践能力的培养，导致学生只会死记硬背一些科学知识，遇到问题习惯用书本理论来解决，实验意识十分薄弱，动手能力很差。因此，需要改进现有的教学方式，在中学物理教学中重视实验这一环节，让学生亲自动手完成实验，加强学生的实践能力。

斜坡是物理实验中经常用到的装置，其利用物体自身的重力自上而下滑下来，使学生对重力和摩擦力有一个直观的认识，但现有教学过程中使用到的斜坡装置都非常简单，仅仅是一个斜板而已，其教学能力有限，无法使学生得到充分、全面的认识。

实用新型内容

本实用新型提出一种物理实验用斜坡装置，解决了现有技术物理实验中斜坡装置教学能力有限使学生无法进行充分学习的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：物理实验用斜坡装置，包括底座，所述底座呈L形，所述底座上架设有倾斜的滑道，所述滑道为正多面体结构，所述滑道的每个表面的摩擦系数均不相同，所述滑道可沿自身的中心轴线转动。

作为一种优选的实施方式，所述L形底座上开有沿竖直方向和水平方向延伸的滑槽，所述滑槽内均往复直线滑动有滚珠，所述滚珠与所述滑槽相适配，所述滚珠位于滑槽外部的体积小于其位于滑槽内部的体积；

所述滑道的两端中心位置均固定有连杆，所述连杆插入对应的滚珠内。

作为另一种优选的实施方式，所述连杆位于所述滚珠内的部分的长度大于所述滚珠的半径。

作为另一种优选的实施方式，所述滑道横截面的边数为偶数，所述L形底座上还设有位于所述滑道下方的气缸，所述气缸的延伸方向与所述滑道的延伸方向相垂直，所述气缸的自由端顶靠于所述滑道的下表面上。

作为另一种优选的实施方式，所述气缸的自由端对称固定有两个压力传感器，两个所述的压力传感器与所述滑道下表面的两侧接触；

所述气缸由所述压力传感器电控制。

作为另一种优选的实施方式，所述滑道的最低端处设有挡板，所述挡板的后面设有缓冲垫。

作为另一种优选的实施方式，所述滑道的最高端和最低端处均设有光电感应器，所述L形底座上设有与所述光电感应器电连接的计时器。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：本实用新型的斜坡装置中的滑道采用的正多面体结构，而且其每个表面的摩擦系数均不相同，这样可以根据需要旋转滑道，变换滑道的上表面，使得重物在不同摩擦系数的表面上滑下来，使学生对摩擦系数及摩擦力有一个更加直观的感受，提高其学习效果。

将滚珠嵌入滑槽内，而且滚珠位于滑槽外部的体积小于其位于滑槽内部的体积，可以防止滚珠从滑槽内脱落出来，而且滑道两端的连杆插入滚珠内，可以调整两个滚珠的位置，从而改变滑道的倾斜角度，在调整过程中，滚珠在滑槽内可进行自适应性的旋转，确保滑道能够正常旋转。

将连杆位于滚珠内部分的长度设置为大于滚珠半径的结构形式也可以有效防止连杆从滚珠内脱离出来。

滑道横截面的边数采用偶数，例如4、6等等，当将气缸的自由端顶靠在滑道下表面上后，可以对滑道起到一定的支撑作用。

在气缸自由端对称固定的两个压力传感器可以对滑道的位置进行检测，当教师旋转滑道后，滑道的上表面可能存在倾斜(此处指的是左右方向)的情况，此时，启动气缸伸长，当两个压力传感器全部与滑道下表面接触时即表明滑道的上表面已经消除倾斜，此时气缸停止动作，进行正常的实验即可。

在滑道的最低端设置挡板及缓冲垫可以有效阻挡住重物，防止重物飞出造成破坏。

在滑道的最高端和最低端处设置光电感应器，当重物从最高端处开始滑下时，最高处的光电感应器即感应到，并把信号传至计时器开始计时，当重物到达最低端处的光电感应器后，计时器停止计时，使学生对时间及摩擦力更加直观地进行感受。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种实施例的结构示意图；

图2为图1中I处的局部剖视示意图；

图3为气缸与滑道处的横截面示意图；

图中：1-底座；2-滑道；3-滑槽；4-滚珠；5-连杆；6-气缸；7-压力传感器；8-挡板；9-缓冲垫；10-计时器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：

如图1所示，为本实用新型物理实验用斜坡装置的一种实施例，该实施例首先包括一个L形的底座1，该底座1固定放置，在其上面架设有一个倾斜的滑道2，实验时，重物从滑道2的最高端处滑至最低端，让学生对重力及摩擦力有一个直观的感受。为了便于描述，该实施例将物体滑落的方向定义为前方，即图1中的从左向右为前方。

该实施例中的滑道2采用的是正多面体结构，其具有多个外表面，而且每个表面的摩擦系数均不相同，该滑道2还可以以自身的中心轴线转动，实验时可转动滑道2，使重物在不同的表面上滑落下来，让学生直观地感受摩擦系数的概念。但在转动滑道2后，需要保证其上表面不会发生左右方向的倾斜，以防止重物在滑落过程中从左边或右边掉落下来，导致实验的失败。

为了使学生更加直观地学习，该实施例还在L形底座1上开设了沿竖直方向和水平方向延伸的滑槽3，如图2所示，此处仅示出了竖直方向滑槽3处的结构，而水平方向的滑槽3与其结构相同。在滑槽3内嵌有与其适配的滚珠4，而且滚珠4能够沿滑槽3往复直线滑动，同时滚珠4位于滑槽3外部的体积要小于其位于滑槽3内部的体积，也就是说，滚珠4的绝大部分都嵌入到了滑槽3内，这种结构的目的是为了防止滚珠4从滑槽3中脱离出来。在滑道2的两端中心位置均固定有连杆5，连杆5插入到对应的滚珠4内，而且连杆5在滚珠4内的部分的长度也要大于滚珠4的半径，这样也可以有效防止连杆5从滚珠4内脱离出来，连杆5在滚珠4内可以进行转动。通过调整两个滚珠4在滑槽3内的位置，可以改变滑道2的倾斜角度(即图中的α角)，进而使学生直观地感受不同倾斜角度与摩擦力之间的物理关系。

对于滑道2而言，优选的采用横截面为偶数的正多面体结构，例如正四面体、正六面体等，在L形底座1上还设有位于滑道2下方的气缸6，所述气缸6的延伸方向与所述滑道2的延伸方向相垂直(即图中的α+β＝90°)，所述气缸6的自由端顶靠在滑道2的下表面上。如图3所示，在气缸6的自由端对称固定有两个压力传感器7，这两个压力传感器7与滑道2下表面的两侧相接触，当滑道2的上表面在左右方向上出现倾斜时，可利用气缸6自由端的两个压力传感器7将滑道2调平，其基本原理是：气缸6伸长，其中一个压力传感器7会首先接触滑道2的下表面，另一个压力传感器7与滑道2的下表面之间还存在一定的距离，随着气缸6的逐渐伸长，第一个压力传感器7会逐渐将滑道2向上顶，直至两个压力传感器7均与滑道2的下表面接触，为此，可将气缸6设置为与压力传感器7电连接的形式，有且仅当两个压力传感器7均感应到压力时，气缸6才停止动作，此时，滑道2的上表面在左右方向上即是水平的，才能保证实验的正常进行。

另外，在滑道2的最低端处还设有挡板8，所述挡板8的后面设有缓冲垫9，可以有效阻挡住重物，防止重物飞出造成破坏。在滑道2的最高端和最低端处均设有光电感应器(图中未示出)，在底座1上还设有与这两个光电感应器电连接的计时器10，当重物从最高端处开始滑下时，最高处的光电感应器即感应到，并把信号传至计时器10开始计时，当重物到达最低端处的光电感应器后，计时器10停止计时，使学生对时间及摩擦力更加直观地进行感受。

本实用新型的物理实验用斜坡装置结构简单、使用方便，具有多种教学方式及内容，能够使学生得到充分的学习，具有很好的实用性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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 (7)

1.物理实验用斜坡装置，其特征在于：包括底座，所述底座呈L形，所述底座上架设有倾斜的滑道，所述滑道为正多面体结构，所述滑道的每个表面的摩擦系数均不相同，所述滑道可沿自身的中心轴线转动。

2.如权利要求1所述的物理实验用斜坡装置，其特征在于：所述L形底座上开有沿竖直方向和水平方向延伸的滑槽，所述滑槽内均往复直线滑动有滚珠，所述滚珠与所述滑槽相适配，所述滚珠位于滑槽外部的体积小于其位于滑槽内部的体积；

所述滑道的两端中心位置均固定有连杆，所述连杆插入对应的滚珠内。

3.如权利要求2所述的物理实验用斜坡装置，其特征在于：所述连杆位于所述滚珠内的部分的长度大于所述滚珠的半径。

4.如权利要求1所述的物理实验用斜坡装置，其特征在于：所述滑道横截面的边数为偶数，所述L形底座上还设有位于所述滑道下方的气缸，所述气缸的延伸方向与所述滑道的延伸方向相垂直，所述气缸的自由端顶靠于所述滑道的下表面上。

5.如权利要求4所述的物理实验用斜坡装置，其特征在于：所述气缸的自由端对称固定有两个压力传感器，两个所述的压力传感器与所述滑道下表面的两侧接触；

所述气缸由所述压力传感器电控制。

6.如权利要求1所述的物理实验用斜坡装置，其特征在于：所述滑道的最低端处设有挡板，所述挡板的后面设有缓冲垫。

7.如权利要求1所述的物理实验用斜坡装置，其特征在于：所述滑道的最高端和最低端处均设有光电感应器，所述L形底座上设有与所述光电感应器电连接的计时器。