CN218241161U - 平抛运动实验器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及实验教具技术领域，具体公开了平抛运动实验器，包括底座，底座可拆卸连接有水平板，水平板远离底座的表面固接有演示面板，演示面板的表面可拆卸连接有上下设置的第一轨道和第二轨道，第一轨道的一端固接有固定板，固定板的表面设有第一光电门，第二轨道上可拆卸连接有第二光电门，演示面板上设有用于验证平抛运动实验中竖直实验的验证组件，本实用新型的目的在于解决传统的平抛运动实验教具功能单一，无法将平抛运动、竖直实验和水平实验进行清晰对比的问题。

Description

平抛运动实验器

技术领域

本申请涉及实验教具技术领域，具体公开了平抛运动实验器。

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。

通过比较自由落体与平抛运动的落地时间，探究平抛运动在竖直方向的运动特点和比较匀速直线运动与平抛运动的落地时间，可将平抛运动作分解，将其拆解为竖直实验和水平实验，而现有的平抛运动实验教具无法对平抛运动、竖直实验和水平实验进行清晰、明了地对比，因此，发明人提出平抛运动实验器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决传统的平抛运动实验教具功能单一，无法将平抛运动、竖直实验和水平实验进行清晰对比的问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供以下基础方案：

平抛运动实验器，其特征在于：包括底座，所述底座可拆卸连接有水平板，所述水平板远离底座的表面固接有演示面板，所述演示面板的表面可拆卸连接有上下设置的第一轨道和第二轨道，所述第一轨道的一端固接有固定板，所述固定板的表面设有第一光电门，所述第二轨道上可拆卸连接有第二光电门，所述演示面板上设有用于验证平抛运动实验中竖直实验的验证组件。

本基础方案的原理及效果在于：

1.与现有技术相比，本实用新型中通过设置的第一光电门和第二光电门，由第一轨道和第二轨道之间的距离，完成平抛运动的数据缝隙，当铁球通过第一光电门时，能够自动计算出铁球的初速度，在掉落至第二轨道上时，通过第二光电门，计算出平抛运动所花的时间，由第一轨道和第二轨道之间的距离以及铁球掉落所花的时间可推导出公式。

2.与现有技术相比，本实用新型中通过设置的第一轨道和第二轨道，可对平抛运动中的水平实验进行验证，可取下第二轨道上的第二光电门，使两个铁球分别从第一轨道和第二轨道的相同高度处掉落，两个铁球最终会相撞，由此可知，铁球在平抛运动中做匀速直线运动。

3.与现有技术相比，本实用新型中通过设置的验证组件，能够对平抛运动中的竖直实验进行验证，最终能够得出平抛运动中铁球在竖直方向做自由落体运动，将平抛运动分解为水平实验和竖直实验能够对平抛运动进行清洗、明了的对比，更加有效地帮助了学生进行学习，也方便了教师进行操作。

进一步，所述第一轨道和第二轨道的倾斜角度相同，所述第一轨道和第二轨道位于同一水平距离处均设有第一电磁铁。第一轨道和第二轨道的倾斜角度相同，保证了铁球在离开第一轨道和第二轨道处的水平初速度一致，保障实验的准确性。

进一步，所述验证组件包括对称固接在演示棉板表面的固定杆、可拆卸连接在固定杆之间的连接杆、可拆卸连接在固定杆侧壁的第二电磁铁和可拆卸连接在固定杆侧壁且与第一轨道出口处的水平距离相等的接近开关。固定杆用于固定连接杆，第二电磁铁和接近开关均设置在连接杆上，且连接杆的与第一轨道出口处的水平高度相同，从而使得铁球在从第一轨道出口处出来时，接近开关与第二电磁铁同时断开，保证铁球在竖直实验中的掉落时间是相同。

进一步，所述演示面板远离第一轨道的侧壁可拆卸连接有电源箱，所述电源箱表面设有同步开关，所述第一轨道和第二轨道上的第一电磁铁均与同步开关电连接，所述接近开关与第二电磁铁电连接。第一轨道和第二轨道上的第一电磁铁均与同步开关电连接保证铁球同时从第一轨道和第二轨道上开始运动，接近开关与第二电磁铁电连接保证了铁球在竖直方向上同时掉落。

进一步，所述演示面板的表面可拆卸连接有用于支撑第二轨道的接球槽，所述接球槽通过通过对称设置的固定螺钉与第二轨道可拆卸连接，所述演示面板的表面对称开有若干用于调节第二轨道高度的安装孔。设置的接球槽便于固定第二轨道的同时防止铁球弹出，而设置的安装孔便于调节第二轨道的高度。

进一步，所述演示面板对称可拆卸连接有挡板。挡板的作用同样是为了防止铁球弹出。

进一步，所述水平板上对称可拆卸连接有水平仪，所述水平板上设有若干调平组件。通过设置的调平组件使得水平板处于水平状态，保障了实验结果的准确性。

进一步，所述调平组件均包括与水平板螺纹连接的调平杆、固接在调平杆端部的调平旋钮和固接在调平杆另一端且与底座螺纹连接的调平座。通过旋转调平旋钮，带动调平杆转动，上下移动，从而改变调平座在底座内的位置来对水平板进行调平。

进一步，所述电源箱的表面可拆卸连接有显示屏，所述第一光电门和第二光电门均与显示屏电连接。通过设置的显示屏能够显示铁球掉落所需的时间，方便学生进行根据第一轨道和第二轨道之间的距离进行公式推导。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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示出了本申请实施例提出的平抛运动实验器的结构示意图；

图2示出了本申请实施例提出的平抛运动实验器的内部结构示意图流；

图3示出了本申请实施例提出的平抛运动实验器中调平组件的示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为实现预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

说明书附图中的附图标记包括：底座1、水平板2、演示面板3、安装孔101、挡板4、第一轨道5、第一电磁铁6、第一光电门7、第二轨道8、接球槽9、第二光电门10、电源箱11、同步开关12、显示屏13、固定杆14、接近开关15、连接杆16、第二电磁铁17、水平仪18、调平组件19、调平杆1901、调平旋钮1902、调平座1903。

实施例如图1、图2和图3所示：

平抛运动实验器，包括底座1，底座1的上方设有水平板2，水平板2通过四个调平组件19固定在底座1上，调平组件19均包括与水平板2螺纹连接的调平杆1901、固接在调平杆1901上端的调平旋钮1902和固接在调平杆1901下端且与底座1螺纹连接的调平座1903，水平板2的上表面对称设有两个水平仪18，通过水平仪18和调平组件19来调整水平板2，使得水平板2始终处于水平状态。

水平板2的上表面固接由演示面板3，演示面板3的左右侧壁均可拆卸连接由挡板4，演示面板3的表面可拆卸连接有第一轨道5和第二轨道8，第一轨道5和第二轨道8的倾斜角度相同，演示面板3的表面还设有接球槽9，接球槽9用于支撑第二轨道8，设置在第二轨道8的底部，通过固定螺钉将接球槽9和第二轨道8进行连接，再固定在演示面板3的表面，第一轨道5同样通过固定螺钉进行固定，演示面板3的表面对称开有八个分布均匀的安装孔101，安装孔101用于安装接球槽9，使得接球槽9的竖直高度得以改变，且可通过演示面板3上的刻度尺来进行调节，从而改变第二轨道8与第一轨道5之间的距离，方便进行多组实验。

演示面板3的后表面设有电源箱11，第一轨道5和第二轨道8上位于同一水平高度处均设有与点云先电连接的第一电磁铁6，电源箱11的表面还设有同步开关12，第一电磁铁6均与同步开关12电连接，当对平抛运动进行拆解，进行水平实验验证使，将两个铁球分别固定在第一轨道5和第二轨道8上的第一电磁铁6上，将同步开关12断开，两个铁球从第一轨道5和第二轨道8的统一高度处开始运动，两个铁球最终相撞，可得出结论，铁球在水平方向做匀速直线运动。

第一轨道5的端部固接有固定板，固定板上设有第一光电门7，第二轨道8上设有第二光电门10，第二光电门10与第二轨道8采用卡接的形式，电源箱11的表面可拆卸连接有显示屏13，显示屏13与第一光电门7和第二光电门10电连接，当铁球从第一轨道5掉落，经过第一光电门7，即可通过显示屏13显示铁球的瞬时速度，当铁球最终掉落至第二轨道8内，第二光电门10接收感应，计算出铁球掉落所花的时间，方便学生对平抛运动进行公式推导，本实施例中，第二光电门10与第二轨道8采用卡接，可方便地进行拆卸，在验证水平实验时取下，验证竖直实验和平抛运动时安装。

演示面板3的表面设有验证组件，验证组件主要使用于平抛运动的竖直实验，验证组件包括对称固接在演示棉板表面的固定杆14、可拆卸连接在固定杆14之间的连接杆16、可拆卸连接在固定杆14侧壁的第二电磁铁17和可拆卸连接在固定杆14侧壁且与第一轨道5出口处的水平距离相等的接近开关15，第二电磁铁17可在连接杆16上滑动，进行位置的调整，接近开关15和第二电磁铁17电连接，当进行竖直实验时，将两个铁球分别吸附在第一轨道5内的第一电磁铁6和第二电磁铁17上，断开同步开关12，铁球从第一轨道5中滑出，当通过接近开关15处，接近开关15控制第二电磁铁17断开，使得第二电磁铁17上的铁球与第一轨道5上的铁球在同一时间掉落，最终同时掉落在第二轨道8上，由此可得出结论，平抛运动的物体在竖直方向做自由落体运动。

具体实施步骤：第一步，将挡板4安装在演示面板3左右侧壁，防止铁球弹出，第二步，将第二光电门10安装在第二轨道8上，进行平抛运动实验：将铁球安装在第一轨道5内地第一电磁铁6上，断开同步开关12，铁球从第一轨道5中滑落，经过第一光电门7时，瞬时速度显示在显示屏13上，到达第二光电门10时，计算下落时间，方便学生进行公式推导，第三步，进行水平实验时，取下第二光电门10，将两个铁球分别固定在第一轨道5和第二轨道8内的第一电磁铁6内，断开同步开关12，两个铁球同时运动，最终两个铁球相撞，可得出，铁球在水平方向上做匀速直线运动，第四步进行竖直实验时，将两个铁球分别固定在第一轨道5内的电磁铁和第二电磁铁17上，断开同步开关12，第一轨道5内的铁球运动，当离开第一轨道5的出口处，接近开关15工作，控制第二电磁铁17断开，两个铁球同时掉落，最终两个铁球同时掉落到第二轨道8内，由此可得，铁球在竖直方向上做自由落体运动。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (9)

1.平抛运动实验器，其特征在于：包括底座，所述底座可拆卸连接有水平板，所述水平板远离底座的表面固接有演示面板，所述演示面板的表面可拆卸连接有上下设置的第一轨道和第二轨道，所述第一轨道的一端固接有固定板，所述固定板的表面设有第一光电门，所述第二轨道上可拆卸连接有第二光电门，所述演示面板上设有用于验证平抛运动实验中竖直实验的验证组件。

2.根据权利要求1所述的平抛运动实验器，其特征在于，所述第一轨道和第二轨道的倾斜角度相同，所述第一轨道和第二轨道位于同一水平距离处均设有第一电磁铁。

3.根据权利要求2所述的平抛运动实验器，其特征在于，所述验证组件包括对称固接在演示棉板表面的固定杆、可拆卸连接在固定杆之间的连接杆、可拆卸连接在固定杆侧壁的第二电磁铁和可拆卸连接在固定杆侧壁且与第一轨道出口处的水平距离相等的接近开关。

4.根据权利要求3所述的平抛运动实验器，其特征在于，所述演示面板远离第一轨道的侧壁可拆卸连接有电源箱，所述电源箱表面设有同步开关，所述第一轨道和第二轨道上的第一电磁铁均与同步开关电连接，所述接近开关与第二电磁铁电连接。

5.根据权利要求1所述的平抛运动实验器，其特征在于，所述演示面板的表面可拆卸连接有用于支撑第二轨道的接球槽，所述接球槽通过对称设置的固定螺钉与第二轨道可拆卸连接，所述演示面板的表面对称开有若干用于调节第二轨道高度的安装孔。

6.根据权利要求1所述的平抛运动实验器，其特征在于，所述演示面板对称可拆卸连接有挡板。

7.根据权利要求1所述的平抛运动实验器，其特征在于，所述水平板上对称可拆卸连接有水平仪，所述水平板上设有若干调平组件。

8.根据权利要求7所述的平抛运动实验器，其特征在于，所述调平组件均包括与水平板螺纹连接的调平杆、固接在调平杆端部的调平旋钮和固接在调平杆另一端且与底座螺纹连接的调平座。

9.根据权利要求4所述的平抛运动实验器，其特征在于，所述电源箱的表面可拆卸连接有显示屏，所述第一光电门和第二光电门均与显示屏电连接。

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