CN214587551U - 一种大学物理平抛运动演示装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种大学物理平抛运动演示装置，属于物理实验设备技术领域，包括下侧敞开的透明套壳、控制器、显示器；透明套壳底部设置倾斜的底板，底板倾斜向下一端开设落槽,透明套壳前侧或后侧设置轨迹检测单元,透明套壳一侧设置置球单元和动力单元；动力单元带动小球在置球单元内移动，推动单元施加作用力使小球在透明套壳内做平抛运动，在小球运动的过程中，轨迹检测单元检测并显示小球运行的轨迹，控制器记录分析小球运行的轨迹和运行时间，显示器上实时显示小球的运动轨迹和当前的运动时间。通过本装置能够方便学生直观的观察平抛运动的过程，了解平抛运动的实质。
Description
技术领域
本实用新型提供了一种大学物理平抛运动演示装置，属于物理实验设备技术领域。
背景技术
物体以一定的初速度水平方向抛出，如果物体仅受重力作用，这样的运动叫做平抛运动。平抛运动可看作水平方向的匀速直线运动以及竖直方向的自由落体运动的合运动。平抛运动的物体，由于所受的合外力为恒力，所以平抛运动是匀变速曲线运动,平抛物体的运动轨迹为一抛物线。
通常在教学中进行平抛运动演示时，是由教师通过抛掷物体使学生观察物体运动。由于平抛运动的特性，这种演示方式由人为控制，难以保证物体抛出时角度水平，并且由于物体运动过程较快，学生观察时难以观察运动轨迹。
实用新型内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种大学物理平抛运动演示装置。
为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种大学物理平抛运动演示装置，包括下侧敞开的透明套壳、控制器；
所述透明套壳底部设置有倾斜的底板，所述底板倾斜向下的一端开设有落槽,所述透明套壳的前侧或后侧设置有轨迹检测单元,所述透明套壳的左侧或右侧设置有置球单元,所述置球单元的一侧设置有动力单元；
所述置球单元包括第一套筒，所述第一套筒侧壁底部和顶部分别开设有第一通槽和第二通槽，所述第一通槽与所述落槽通过第一连接管连通，配合所述第二通槽在所述透明套壳上开设抛物孔，所述抛物孔与所述第二通槽通过第二连接管连通，所述第一套筒内设置有推动单元，所述第一套筒内设置有置球板，所述推动单元推动小球做平抛运动，所述动力单元带动所述置球板在所述第一通槽与所述第二通槽之间来回移动；
所述控制器与所述轨迹检测单元、动力单元电连接。
优选的，所述轨迹检测单元包括多个以方阵形式排列的红外传感器，每个所述红外传感器处设置有LED灯，所述控制器与多个所述红外传感器、LED灯电连接。
优选的，所述动力单元包括第二套筒，所述第二套筒内设置有螺杆，所述螺杆的一端传动连接电机的输出轴，所述电机与所述控制器电连接，所述螺杆的外壁上螺接有移动环，所述移动环靠近所述第一套筒的部位设置有连接杆，配合所述连接杆在所述第一套筒和所述第二套筒的侧壁上分别开设竖槽所述连接杆与所述置球板连接。
优选的，所述推动单元包括纵向设置的推板，所述推板正对所述第二通槽设置，所述推板的一侧设置有推杆，所述第一套筒的侧壁上开设有用于所述推杆水平移动的移动槽。
优选的，所述第二连接管为直管且所述第二连接管的长度小于所述小球的直径。
优选的，所述透明套壳的后侧或前侧设置有黑色挡板，所述黑色挡板的横向和竖向均设置有刻度线。
优选的，还包括显示器，所述显示器与所述控制器电连接。
本实用新型提供的一种大学物理平抛运动演示装置具有以下有益效果：包括下侧敞开的透明套壳、控制器、显示器；所述透明套壳底部设置有倾斜的底板，所述底板倾斜向下的一端开设有落槽,所述透明套壳的前侧或后侧设置有轨迹检测单元,所述透明套壳在所述底板倾斜向下的一侧设置有置球单元,所述置球单元的一侧设置有动力单元；通过动力单元带动小球在置球单元内移动，通过推动单元施加作用力使小球在透明套壳内做平抛运动，在小球运动的过程中，轨迹检测单元检测并显示小球运行的轨迹，控制器记录分析小球运行的轨迹和运行时间，显示器上实时显示小球的运动轨迹和当前的运动时间，运动结束后，小球依次通过落槽、第一连接管、第一通槽，落在置球板上。通过本装置能够方便学生直观的观察平抛运动的过程，了解平抛运动的实质。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例及其设计方案，下面将对本实施例所需的附图作简单地介绍。下面描述中的附图仅仅是本实用新型的部分实施例，对于本领域普通技术人员来说，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为一种大学物理平抛运动演示装置整体状态结构示意图；
图2为置球单元结构示意图；
图3为动力单元结构示意图。
附图标记说明：
1.透明套壳；2.底板；201.落槽；3.置球单元；301.第一套筒；302.第一连接管；303.第二连接管；304.置球板；4.动力单元；401.第二套筒；402.螺杆；403.移动环；404.电机；5.轨迹检测单元；6.推动单元。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案并能予以实施，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
实施例1：
参阅图1，一种大学物理平抛运动演示装置，包括下侧敞开的透明套壳1、控制器、显示器；
所述透明套壳1底部设置有倾斜的底板2，所述底板2倾斜向下的一端开设有落槽201,所述透明套壳1的前侧或后侧设置有轨迹检测单元5,所述透明套壳1的左侧或右侧设置有置球单元3,所述置球单元3的一侧设置有动力单元4；
参阅图2，所述置球单元3包括第一套筒301，所述第一套筒301侧壁底部和顶部分别开设有第一通槽和第二通槽，所述第一通槽与所述落槽201通过第一连接管302连通，配合所述第二通槽在所述透明套壳1上开设抛物孔，所述抛物孔与所述第二通槽通过第二连接管303连通，所述第二连接管303为直管且所述第二连接管303的长度小于所述小球的直径，所述第一套筒301内设置有推动单元6，所述第一套筒内设置有置球板304，所述推动单元6推动小球做平抛运动，所述动力单元4带动所述置球板304在所述第一通槽与所述第二通槽之间来回移动；
所述控制器与所述轨迹检测单元5、动力单元4、显示器电连接。
通过动力单元4带动置球板304在所述第一通槽与所述第二通槽之间来回移动，当置球板304移动至第二通槽的位置时，通过推动单元6施加作用力使小球在透明套壳1内做平抛运动，在小球运动的过程中，轨迹检测单元5检测并显示小球运行的轨迹，控制器记录分析小球运行的轨迹和运行时间，显示器上实时显示小球的运动轨迹和当前的运动时间，运动结束后，小球依次通过落槽201、第一连接管302、第一通槽，落在置球板304上。
进一步的，所述轨迹检测单元5包括多个以方阵形式排列的红外传感器，每个所述红外传感器处设置有LED灯，所述控制器与多个所述红外传感器、LED 灯电连接，通过多个红外传感器检测小球的运动轨迹，当小球划过其中一个红外传感器前，该红外传感器将小球经过的信息发送给控制器，控制器给出指令控制控制电路工作，该处LED灯开启。
参阅图3，所述动力单元4包括第二套筒401，所述第二套筒401内设置有螺杆402，所述螺杆402的一端传动连接电机404的输出轴，所述电机404与所述控制器电连接，所述螺杆402的外壁上螺接有移动环403，所述移动环403 靠近所述第一套筒301的部位设置有连接杆，所述连接杆与所述置球板304连接，配合所述连接杆在所述第一套筒301和所述第二套筒401的侧壁上分别开设竖槽。
所述推动单元6包括纵向设置的推板，所述推板正对所述第二通槽设置，所述推板的一侧设置有推杆，所述第一套筒301的侧壁上开设有用于所述推杆水平移动的移动槽。
控制器控制电机404开启，电机404正向转动，同时螺杆402转动，移动环403带动置球板304和置球板304上的小球向上运动，运动至第二通槽位置，推动推杆，开启电机404，电机404反向转动，同时螺杆402转动，移动环403 带动置球板304向下运动至第一通槽位置，使小球从抛物孔进入透明套壳1内做平抛运动，在小球运动的过程中，轨迹检测单元5检测小球运行的轨迹，控制器记录分析小球运行的轨迹和运行时间，显示器上实时显示小球的运动轨迹和当前的运动时间，运动结束后，小球通过落槽201落入第一连接管302，依次通过第一连接管302、第一通槽落到置球板304上。
在本实施例中，所所述透明套壳1的后侧或前侧设置有黑色挡板，所述黑色挡板的横向和竖向均设置有刻度线，通过黑色挡板的和刻度线的设置，有利于学生更好的观测感受物体平抛运动的过程。
以上实施例仅为本实用新型较佳的具体实施方式，本实用新型的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种大学物理平抛运动演示装置，其特征在于，包括下侧敞开的透明套壳(1)、控制器；
所述透明套壳(1)底部设置有倾斜的底板(2)，所述底板(2)倾斜向下的一端开设有落槽(201),所述透明套壳(1)的前侧或后侧设置有轨迹检测单元(5),所述透明套壳(1)的左侧或右侧设置有置球单元(3),所述置球单元(3)的一侧设置有动力单元(4)；
所述置球单元(3)包括第一套筒(301)，所述第一套筒(301)侧壁底部和顶部分别开设有第一通槽和第二通槽，所述第一通槽与所述落槽(201)通过第一连接管(302)连通，配合所述第二通槽在所述透明套壳(1)上开设抛物孔，所述抛物孔与所述第二通槽通过第二连接管(303)连通，所述第一套筒(301)内设置有推动单元(6)，所述第一套筒(301)内设置有置球板(304)，所述推动单元(6)推动小球做平抛运动，所述动力单元(4)带动所述置球板(304)在所述第一通槽与所述第二通槽之间来回移动；
所述控制器与所述轨迹检测单元(5)、动力单元(4)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种大学物理平抛运动演示装置，其特征在于，所述轨迹检测单元(5)包括多个以方阵形式排列的红外传感器，每个所述红外传感器处设置有LED灯，所述控制器与多个所述红外传感器、LED灯电连接。
3.根据权利要求1所述的一种大学物理平抛运动演示装置，其特征在于，所述动力单元(4)包括第二套筒(401)，所述第二套筒(401)内设置有螺杆(402)，所述螺杆(402)的一端传动连接电机(404)的输出轴，所述电机(404)与所述控制器电连接，所述螺杆(402)的外壁上螺接有移动环(403)，所述移动环(403)靠近所述第一套筒(301)的部位设置有连接杆，配合所述连接杆在所述第一套筒(301)和所述第二套筒(401)的侧壁上分别开设竖槽，所述连接杆与所述置球板(304)连接。
4.根据权利要求1所述的一种大学物理平抛运动演示装置，其特征在于，所述推动单元(6)包括纵向设置的推板，所述推板正对所述第二通槽设置，所述推板的一侧设置有推杆，所述第一套筒(301)的侧壁上开设有用于所述推杆水平移动的移动槽。
5.根据权利要求1所述的一种大学物理平抛运动演示装置，其特征在于，所述第二连接管(303)为直管且所述第二连接管(303)的长度小于所述小球的直径。
6.根据权利要求1所述的一种大学物理平抛运动演示装置，其特征在于，所述透明套壳(1)的后侧或前侧设置有黑色挡板，所述黑色挡板的横向和竖向均设置有刻度线。
7.根据权利要求1所述的一种大学物理平抛运动演示装置，其特征于，还包括显示器，所述显示器与所述控制器电连接。
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