CN210777419U - 一种教学用碰撞实验演示器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉教学用具领域，具体涉及一种教学用碰撞实验演示器，包括底座、光电门、平移碰撞机构和弹簧施力机构，所述光电门设置于平移碰撞机构上，平移碰撞机构包括滑台、两个滑轨和两个滑块，两个结构大小相同的滑轨沿滑台水平方向对称固定设置于滑台的顶部，弹簧施力机构由提拉支架、铰接板和大小结构相同的两组弹簧施力组件组成，并且两组弹簧施力组件对称设置于底座的顶端两侧，下面均以一组弹簧施力组件为例，弹簧施力组件包括限位板、移动滑柱、复位弹簧、施力块和若干条形闸板，本实用新型通过手动将提拉支架往上升就可对碰撞实验进行展示，操作简单快捷，结论清晰有据，既节省人力又提高了学生积极性。

Description

一种教学用碰撞实验演示器

技术领域

本实用新型涉教学用具领域，具体涉及一种教学用碰撞实验演示器。

背景技术

物理是一门以观察，实验为基础的自然学科，许多物理知识是在观察和实验的基础上，认真总结和思考得来的，作为一名物理教师在教授学生物理知识过程中，如能正确的演示或指导学生实验，对学生掌握的知识，理解和运用知识可以起到很大的积极作用，同时还能激发学生的求知欲望，以及培养学生的严谨，实事求是的科学态度。

所以实验教学是物理教学中一个必不可少，相当重要的环节，而实验教学离不开教学用具，比如物理碰撞实验，这个实验要达到的目的不外乎就两点：1、验证动量守衡定律。2、研究弹性碰撞与非弹性碰撞的特点，对于现有物理碰撞实验演示器，可以看到碰撞之前的过程，但缺乏改变参数进行对比，因此，我们提出一种教学用碰撞实验演示器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种教学用碰撞实验演示器。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

提供一种教学用碰撞实验演示器，包括底座、光电门、平移碰撞机构和弹簧施力机构，所述光电门呈U形结构并且光电门设置于平移碰撞机构上，弹簧施力机构位于平移碰撞机构的两端，底座呈梯形结构，并且平移碰撞机构和弹簧施力机构均位于底座的顶部，平移碰撞机构包括滑台、两个滑轨和两个滑块，滑台呈条形板结构并且滑台固定设置于底座上，两个结构大小相同的滑轨沿滑台水平方向对称固定设置于滑台的顶部，两个大小结构相同的滑块位于两个滑轨的顶部，弹簧施力机构由提拉支架、铰接板和大小结构相同的两组弹簧施力组件组成，并且两组弹簧施力组件对称设置于底座的顶端两侧，下面均以一组弹簧施力组件为例，弹簧施力组件包括限位板、移动滑柱、复位弹簧、施力块和若干条形闸板，限位板呈U形结构并且限位板固定设置于底座一侧顶部，移动滑柱设置于限位板的顶端内部，复位弹簧设置于移动滑柱与施力块之间，并且复位弹簧与移动滑柱和施力块均固定连接，铰接板固定设置于底座的顶端外侧，并且铰接板的一侧与提拉支架铰接，若干闸板位于限位板的顶部，并且每个闸板均与限位板铰接。

优选的，所述滑台顶部还对称固定设有两个条形滑杆，其中一个条形滑杆位于铰接板与滑轨之间，所述每个滑块顶部还设有圆柱形套杆和若干砝码，套杆与滑块的顶端中部固定连接，砝码套设于套杆上。

优选的，两个滑块的对立面均固定设有一个碰撞球，两个碰撞球结构大小相同，并且两个碰撞球在同一水平面内，光电门设置于两个碰撞球之间，并且光电门的底部设有两个条形滑槽，两个条形滑槽对应两个条形滑杆滑动连接。

优选的，所述每个限位板的顶端内侧均设有两个凸形滑动槽，每个移动滑柱的底部设有两个滑动块，两个滑动块对应两个滑动槽滑动连接。

优选的，所述每个限位板的顶端两侧都均匀设有若干搭槽，搭槽内设有一个贯穿限位板的卡接轴，所述每个闸板远离铰接的一端均与卡接轴卡接。

优选的，所述施力块远离提拉支架的一端设有拉钩，拉钩通过软绳与施力块套设连接，所述限位板远离复位弹簧的一侧，设有钩槽。

优选的，所述提拉支架远离铰接杆的一侧设有提手，提手与提拉支架螺纹连接。

优选的，所述两个滑轨和两个条形滑杆的两端均设有供提拉支架穿行的过渡槽。

本实用新型的有益效果：演示之前先检查装置是否安全正常，启动光电门，在条形滑杆上将光电门移动至滑台中部位置，通过滑轨将两滑块相对光电门对称放置，手动将提手往上抬，提手带动提拉支架往上做圆周旋转运动，此时抵在提拉支架两侧的两个施力块受到复位弹簧的张力而相向运动，当两个施力块分别接触至两个滑块时会给各自滑块一个相应的推力，从而两个滑块相向运动，两边的滑块与砝码质量相同由光电门记录下来两个碰撞前后瞬时速度并作下记录，再将所有装置返回至原样，并拿掉一个砝码，重复之前步骤，作下记录，接下来再手动将一端的移动滑柱在限位块上往前滑动，并合上闸板，继续重复上一步骤，作下记录，将三个记录进行对比，从而得出动量守恒结论，本实用新型通过手动将提拉支架往上升就可对碰撞实验进行展示，操作简单快捷，结论清晰有据，既节省人力又提高了学生积极性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述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为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的平移碰撞机构和弹簧施力机构立体拆分示意图；

图3为本实用新型的光电门与滑台的立体结构示意图；

图4为本实用新型的平移碰撞机构立体结构示意图；

图5为本实用新型的弹簧施力机构立体结构示意图；

图6为图4中A处的放大示意图；

图7为图5中B处的放大示意图；

图中：底座1、光电门2、平移碰撞机构3、弹簧施力机构4、滑台5、滑轨6、滑块7、提拉支架8、铰接板9、弹簧施力组件10、限位板11、移动滑柱12、复位弹簧13、施力块14、闸板15、条形滑杆16、套杆17、砝码18、碰撞球19、条形滑槽20、滑动槽21、滑动块22、搭槽23、卡接轴24、拉钩25、钩槽26、提手27、过渡槽28。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参照图1至图6所示的一种教学用碰撞实验演示器，包括底座1、光电门2、平移碰撞机构3和弹簧施力机构4，所述光电门2呈U形结构并且光电门2设置于平移碰撞机构3上，弹簧施力机构4位于平移碰撞机构3的两端，底座1呈梯形结构，并且平移碰撞机构3和弹簧施力机构4均位于底座1的顶部，平移碰撞机构3包括滑台5、两个滑轨6和两个滑块7，滑台5呈条形板结构并且滑台5固定设置于底座1上，两个结构大小相同的滑轨6沿滑台5水平方向对称固定设置于滑台5的顶部，两个大小结构相同的滑块7位于两个滑轨6的顶部，弹簧施力机构4由提拉支架8、铰接板9和大小结构相同的两组弹簧施力组件10组成，并且两组弹簧施力组件10对称设置于底座1的顶端两侧，下面均以一组弹簧施力组件10为例，弹簧施力组件10包括限位板11、移动滑柱12、复位弹簧13、施力块14和若干条形闸板15，限位板11呈U形结构并且限位板11固定设置于底座1一侧顶部，移动滑柱12设置于限位板11的顶端内部，复位弹簧13设置于移动滑柱12与施力块14之间，并且复位弹簧13与移动滑柱12和施力块14均固定连接，铰接板9固定设置于底座1的顶端外侧，并且铰接板9的一侧与提拉支架8铰接，若干闸板15位于限位板11的顶部，并且每个闸板15均与限位板11铰接，演示之前检查装置是否安全正常，启动光电门2，在条形滑杆16上将光电门2移动至滑台5中部位置，通过滑轨6将两滑块7相对光电门2对称设置，手动将提手27往上抬，提手27带动提拉支架8往上做圆周旋转运动，此时抵在提拉支架8两侧的两个施力块14受到复位弹簧13的张力而相向运动，当两个施力块14分别接触至两个滑块7时会给各自滑块7一个相应的推力，从而两个滑块7相向运动，两边的滑块7与砝码18质量相同由光电门2记录下来两个碰撞前后瞬时速度并作下记录，再将所有装置返回至原样，并拿掉一个砝码18，重复之前步骤，作下记录，接下来再手动将一端的移动滑柱12在限位块上往前滑动，并合上闸板15，继续重复上一步骤，作下记录，将三个记录进行对比，从而得出动量守恒结论。

所述滑台5顶部还对称固定设有两个条形滑杆16，其中一个条形滑杆16位于铰接板9与滑轨6之间，所述每个滑块7顶部还设有圆柱形套杆17和若干砝码18，套杆17与滑块7的顶端中部固定连接，砝码18套设于套杆17上，光电门2的底部设有两个条形滑槽20，条形滑槽20与条形滑杆16滑动配合，可以使得光电门2可以自由移动，两个滑块7大小结构相同，而加减砝码18可以有效改变两者的质量不相等，从而进行对比试验。

两个滑块7的对立面均固定设有一个碰撞球19，两个碰撞球19结构大小相同，并且两个碰撞球19在同一水平面内，光电门2设置于两个碰撞球19之间，并且光电门2的底部设有两个条形滑槽20，两个条形滑槽20对应两个条形滑杆16滑动连接，两个滑块7在同一水平面内想对面均设有一个碰撞球19，目的使得两个滑块7可以稳定碰撞，避免产生更多的内能。

所述每个限位板11的顶端内侧均设有两个凸形滑动槽21，每个移动滑柱12的底部设有两个滑动块22，两个滑动块22对应两个滑动槽21滑动连接，因为复位弹簧13分别与移动滑柱12和施力块14固定连接，当移动滑柱12向前移动时，复位弹簧13因为压缩受到更大的弹性势能，两个滑块7质量相等，又分别套加质量相等的砝码18，从而将推力作为参数对比。

所述每个限位板11的顶端两侧都均匀设有若干搭槽23，搭槽23内设有一个贯穿限位板11的卡接轴24，所述每个闸板15远离铰接的一端均与卡接轴24卡接，由于复位弹簧13与移动滑柱12固定连接，当移动滑柱12左右移动时，弹簧的弹力会推动移动块，而闸板15与卡接轴24的卡接可以有效固定移动滑柱12。

所述施力块14远离提拉支架8的一端设有拉钩25，拉钩25通过软绳与施力块14套设连接，所述限位板11远离复位弹簧13的一侧，设有钩槽26，拉钩25是为了平时不用的时候，手动将拉钩25钩住钩槽26，既保持弹簧的弹力又避免与提拉之家摩擦。

所述提拉支架8远离铰接杆的一侧设有提手27，提手27与提拉支架8螺纹连接，手动将提手27往上抬，提拉支架8也随之往上做圆周旋转运动，从而实现施力块14撞击滑块7，给滑块7一个推力。

所述两个滑轨6和两个条形滑杆16的两端均设有供提拉支架8穿行的过渡槽28，提拉支架8落下时，是滑块7所需要推力的重要阀门。

工作原理：演示之前先检查装置是否安全正常，启动光电门2，在条形滑杆16上将光电门2移动至滑台5中部位置，通过滑轨6将两滑块7相对光电门2对称放置，手动将提手27往上抬，提手27带动提拉支架8往上做圆周旋转运动，此时抵在提拉支架8两侧的两个施力块14受到复位弹簧13的张力而相向运动，当两个施力块14分别接触至两个滑块7时会给各自滑块7一个相应的推力，从而两个滑块7相向运动，两边的滑块7与砝码18质量相同由光电门2记录下来两个碰撞前后瞬时速度并作下记录，再将所有装置返回至原样，并拿掉一个砝码18，重复之前步骤，作下记录，接下来再手动将一端的移动滑柱12在限位块上往前滑动，并合上闸板15，继续重复上一步骤，作下记录，将三个记录进行对比，从而得出动量守恒结论。

需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本实用新型做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本实用新型的精神，都应在本实用新型的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。

Claims (8)

1.一种教学用碰撞实验演示器，其特征在于，包括底座(1)、光电门(2)、平移碰撞机构(3)和弹簧施力机构(4)，所述光电门(2)呈U形结构并且光电门(2)设置于平移碰撞机构(3)上，弹簧施力机构(4)位于平移碰撞机构(3)的两端，底座(1)呈梯形结构，并且平移碰撞机构(3)和弹簧施力机构(4)均位于底座(1)的顶部，平移碰撞机构(3)包括滑台(5)、两个滑轨(6)和两个滑块(7)，滑台(5)呈条形板结构并且滑台(5)固定设置于底座(1)上，两个结构大小相同的滑轨(6)沿滑台(5)水平方向对称固定设置于滑台(5)的顶部，两个大小结构相同的滑块(7)位于两个滑轨(6)的顶部，弹簧施力机构(4)由提拉支架(8)、铰接板(9)和大小结构相同的两组弹簧施力组件(10)组成，并且两组弹簧施力组件(10)对称设置于底座(1)的顶端两侧，下面均以一组弹簧施力组件(10)为例，弹簧施力组件(10)包括限位板(11)、移动滑柱(12)、复位弹簧(13)、施力块(14)和若干条形闸板(15)，限位板(11)呈U形结构并且限位板(11)固定设置于底座(1)一侧顶部，移动滑柱(12)设置于限位板(11)的顶端内部，复位弹簧(13)设置于移动滑柱(12)与施力块(14)之间，并且复位弹簧(13)与移动滑柱(12)和施力块(14)均固定连接，铰接板(9)固定设置于底座(1)的顶端外侧，并且铰接板(9)的一侧与提拉支架(8)铰接，若干闸板(15)位于限位板(11)的顶部，并且每个闸板(15)均与限位板(11)铰接。

2.根据权利要求1所述的一种教学用碰撞实验演示器，其特征在于，所述滑台(5)顶部还对称固定设有两个条形滑杆(16)，其中一个条形滑杆(16)位于铰接板(9)与滑轨(6)之间，所述每个滑块(7)顶部还设有圆柱形套杆(17)和若干砝码(18)，套杆(17)与滑块(7)的顶端中部固定连接，砝码(18)套设于套杆(17)上。

3.根据权利要求2所述的一种教学用碰撞实验演示器，其特征在于，两个滑块(7)的对立面均固定设有一个碰撞球(19)，两个碰撞球(19)结构大小相同，并且两个碰撞球(19)在同一水平面内，光电门(2)设置于两个碰撞球(19)之间，并且光电门(2)的底部设有两个条形滑槽(20)，两个条形滑槽(20)对应两个条形滑杆(16)滑动连接。

4.根据权利要求3所述的一种教学用碰撞实验演示器，其特征在于，所述每个限位板(11)的顶端内侧均设有两个凸形滑动槽(21)，每个移动滑柱(12)的底部设有两个滑动块(22)，两个滑动块(22)对应两个滑动槽(21)滑动连接。

5.根据权利要求4所述的一种教学用碰撞实验演示器，其特征在于，所述每个限位板(11)的顶端两侧都均匀设有若干搭槽(23)，搭槽(23)内设有一个贯穿限位板(11)的卡接轴(24)，所述每个闸板(15)远离铰接的一端均与卡接轴(24)卡接。

6.根据权利要求5所述的一种教学用碰撞实验演示器，其特征在于，所述施力块(14)远离提拉支架(8)的一端设有拉钩(25)，拉钩(25)通过软绳与施力块(14)套设连接，所述限位板(11)远离复位弹簧(13)的一侧，设有钩槽(26)。

7.根据权利要求6所述的一种教学用碰撞实验演示器，其特征在于，所述提拉支架(8)远离铰接杆的一侧设有提手(27)，提手(27)与提拉支架(8)螺纹连接。

8.根据权利要求7所述的一种教学用碰撞实验演示器，其特征在于，所述两个滑轨(6)和两个条形滑杆(16)的两端均设有供提拉支架(8)穿行的过渡槽(28)。

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