CN218886716U - 探究球体曲线运动特性的实验平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种探究球体曲线运动特性的实验平台，实验平台包括工作台，轨道架具有倾斜段和水平段，轨道架安装于第一安装槽内且水平段与工作台的齐平；圆弧模块组包括至少两个可拼装的弧形限位块，每个弧形限位块均具有弧形导向侧壁，弧形导向侧壁与水平段的尾端邻接且水平段的延伸方向与弧形导向侧壁的起点的切向重合；曲线轨道模块组包括至少两个可拼装的轨道槽限位块，至少两个轨道槽限位块之间限定出曲线轨道槽，曲线轨道槽与水平段的尾端邻接且水平段的延伸方向与曲线导轨槽的入口端的切向重合。根据本实用新型实施例的实验平台结构简单，布置方便，可以重复使用，能够直观的展示曲线运动速度特性，便于学生理解和教学实验操作。

Description

探究球体曲线运动特性的实验平台

技术领域

本实用新型涉及教学教具领域，尤其是涉及一种探究球体曲线运动特性的实验平台。

背景技术

探究曲线运动速度方向及条件的是教学中的重点和难点，传统实验演示主要是墨水法，或者复写纸方法等，采用墨水法，通常是小球吸墨水后，利用小球在白纸滚动留下轨迹，但演示结果比较粗略，操作较为不便，不易于学生直观理解，而且，无法清晰地表述圆弧或其他任意曲线轨道中小球的运动速度方向。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种探究球体曲线运动特性的实验平台，所述探究球体曲线运动特性的实验平台结构简单，布置方便，可以重复使用，能够直观的展示曲线运动速度特性，便于学生理解，也便于教学实验操作。

根据本实用新型实施例的探究球体曲线运动特性的实验平台，包括工作台、轨道架、圆弧模块组和曲线轨道模块组中的至少一个，所述工作台的邻近边沿部分设有第一安装槽，所述工作台具有第一工作区和第二工作区，所述第一工作区和所述第二工作区间隔开布置，所述轨道架具有沿水平方向向上倾斜延伸的倾斜段和沿水平方向延伸的水平段，所述倾斜段的第一端在竖直方向上的高于所述倾斜段的第二端且所述第二端与所述水平段连接，所述轨道架安装于所述第一安装槽内且所述水平段与所述工作台的齐平，所述圆弧模块组可拆卸地设于所述第一工作区，所述圆弧模块组包括至少两个可拼装的弧形限位块，每个所述弧形限位块均具有弧形导向侧壁，所述弧形导向侧壁与所述水平段的尾端邻接且所述水平段的延伸方向与所述弧形导向侧壁的起点的切向重合；所述曲线轨道模块组可拆卸地设于所述第二工作区，所述曲线轨道模块组包括至少两个可拼装的轨道槽限位块，所述至少两个轨道槽限位块之间限定出曲线轨道槽，所述曲线轨道槽与所述水平段的尾端邻接且所述水平段的延伸方向与所述曲线导轨槽的入口端的切向重合。

根据本实用新型实施例的探究球体曲线运动特性的实验平台，通过设置轨道架可以是球体保持稳定的初始运动状态，通过圆弧模块组或者曲线轨道模块组可以分别实现在圆弧轨道下或者曲线轨道下球体的运动速度特性展示，并且结构简单，布置方便，可以重复使用，能够直观的展示曲线运动速度特性，便于学生理解，也便于教学实验操作。

根据本实用新型的一些实施例，所述倾斜段与所述水平段之间圆滑过渡。

根据本实用新型的一些实施例，所述实验平台包括所述曲线轨道模块组，所述轨道槽限位块包括第一上轨道槽限位块和第一下轨道槽限位块，所述第一上轨道槽限位块与所述第一下轨道槽限位块相对布置以形成第一曲线轨道槽，所述曲线轨道槽的宽度为D，球体直径为d，其中，D与d之间差值≤5mm。

根据本实用新型的一些实施例，所述实验平台还包括相对布置的第二上轨道槽限位块和第二下轨道槽限位块以及相对布置的第三上轨道槽限位块和第三下轨道槽限位块，所述第二上轨道槽限位块和所述第二下轨道槽限位块之间形成第二曲线轨道槽，所述第三上轨道槽限位块和所述第三下轨道槽限位块之间形成第三曲线轨道槽，且所述第一曲线轨道槽、所述第二曲线轨道槽以及所述第三曲线轨道槽依次连接形成呈波浪状的所述曲线轨道槽。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一上轨道槽限位块具有朝向所述第一下轨道槽限位块延伸的第一上挡板，所述第一下轨道槽限位块具有朝向所述所述第一上轨道槽限位块延伸的第一下挡板，所述第一上挡板和所述第一下挡板中的一个具有连接凸起且另一个具有连接凹槽，和/或，所述第二上轨道槽限位块具有朝向所述第二下轨道槽限位块延伸的第二上挡板，所述第二下轨道槽限位块具有朝向所述所述第二上轨道槽限位块延伸的第二下挡板，所述第二上挡板和所述第二下挡板中的一个具有连接凸起且另一个具有连接凹槽，和/或，所述第三上轨道槽限位块具有朝向所述第三下轨道槽限位块延伸的第三上挡板，所述第三下轨道槽限位块具有朝向所述所述第三上轨道槽限位块延伸的第三下挡板，所述第三上挡板和所述第三下挡板中的一个具有连接凸起且另一个具有连接凹槽，和/或，所述第一上轨道槽限位块、所述第二上轨道槽限位块、所述第三上轨道槽限位块相邻两者之间分别通过连接凸起和连接凹槽连接，所述第一下轨道槽限位块、所述第二下轨道槽限位块、所述第三下轨道槽限位块相邻两者之间分别通过连接凸起和连接凹槽连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二工作区设有第二显示区域，所述第二显示区域被构造为当球体通过时可记录球体的轨迹，且所述第二工作区设有控制所述第二显示区域的控制器。

根据本实用新型的一些实施例，所述轨道槽限位块设有提把，所述轨道槽限位块朝向所述工作台的表面设有粘结层。

根据本实用新型的一些实施例，所述实验平台包括圆弧模块组，所述弧形限位块为三块，每块所述弧形限位块的弧形导向侧壁形成为圆心角为90°的圆弧，每个所述弧形限位块上设有配重槽或每个所述弧形限位块的朝向所述工作台的表面具有粘结层。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一工作区域形成透明板且所述透明板上具有格线，或者，所述第一工作区域设有第一显示区域，所述第一显示区域被构造为当球体通过时可记录球体的轨迹，且所述第一工作区设有控制所述第一显示区域的控制器。

根据本实用新型的一些实施例，所述工作台设有水平仪，且所述工作台的支撑脚均为可调支撑脚，所述轨道架设有球体固定扣，所述球体固定扣可沿所述轨道架滑动。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的探究球体曲线运动特性的实验平台的示意图；

图2是根据本实用新型另一个实施例的探究球体曲线运动特性的实验平台的示意图；

图3是根据本实用新型一个实施例的探究球体曲线运动特性的实验平台的工作台的俯视图；

图4是根据本实用新型一个实施例的探究球体曲线运动特性的实验平台的工作台的仰视图；

图5是根据本实用新型一个实施例的探究球体曲线运动特性的实验平台的曲线轨道模块组的示意图；

图6是根据本实用新型另一个实施例的探究球体曲线运动特性的实验平台的曲线轨道模块组的示意图；

图7是根据本实用新型一个实施例的探究球体曲线运动特性的实验平台的弧形限位块的俯视图；

图8是沿图7中A-A线的剖视图。

附图标记：

实验平台100；球体200；

工作台10；第一安装槽11；可调支撑脚12；水平仪13；第一工作区14；第二工作区15；

轨道架20；倾斜段21；水平段22；

弧形限位块30；弧形导向侧壁31；配重槽32；

轨道槽限位块40；第一上轨道槽限位块41；第一下轨道槽限位块42；第二上轨道槽限位块43；第二下轨道槽限位块44；第三上轨道槽限位块45；第三下轨道槽限位块46；

第一上挡板411；第一下挡板421；第二上挡板431；第二下挡板441；第三上挡板451；第三下挡板461；

连接凸起4111(4112、4412、4413、4411、4511)；连接凹槽4211(4212、4311、4312、4313)；

曲线轨道槽47；

磁铁60；配重块70。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考图1-图8描述根据本实用新型实施例的探究球体200曲线运动特性的实验平台100。

根据本实用新型实施例的探究球体200曲线运动特性的实验平台100包括工作台10、轨道架20、圆弧模块组和曲线轨道模块组中的至少一个，例如，可以是包括工作台10、轨道架20、圆弧模块组，也可以是工作台10、轨道架20、曲线轨道模块组，或者，工作台10、轨道架20、圆弧模块组和曲线轨道模块组。

工作台10在邻近边沿的部分设有第一安装槽11，工作台10可以形成为方形或矩形板体，第一安装槽11可以从工作台10的边沿沿平行于与该边沿垂直的另一边的方向延伸，工作台10上具有第一工作区14和第二工作区15，第一工作区14和第二工作区15分别间隔开布置，用于布置圆弧模块组或曲线轨道模块组。

轨道架20具有沿水平方向向上倾斜延伸的倾斜段21和沿水平方向延伸的水平段22，倾斜段21的第二端在高度方向上低于第一端，并且第二端与水平段22连接，从而使得倾斜段21和水平段22共同形成球体200获得初始速度的轨道，轨道架20安装在第一安装槽11内，并且水平段22与工作台10的在高度上大致齐平，从而减少对球体200通过水平段22进入工作台10时受到的阻力，而且由于轨道架20的设置，可以使得实验时每次的球体200运动保持基本稳定，有利于减少实验中人为操作带来前后实验中产生较大的误差。

进一步地，圆弧模块组可拆卸地安装于第一工作区14，圆弧模块组主要用于演示球体200沿圆弧运动时的速度方向特性，例如圆弧模块组的多个弧形限位块30的曲率半径不变，包括至少两个圆弧限位块，并且两个圆弧限位块之间可以彼此拼装，每个圆弧限位块具有弧形导向侧壁31，拼装后的弧形导向侧壁31可以由两个圆心角较小的圆弧形成圆心角较大的圆弧，在安装时，弧形导向侧壁31与水平段22的尾端邻接，并且可以使得水平段22的延伸方向与弧形导向侧壁31的起点的切向重合，从而避免球体200运动直接冲击弧形限位块30，使得球体200既可以沿弧形导向方向运动，也可以减少阻力。

曲线轨道模块组可拆卸地安装于第二工作区15，曲线轨道模块组主要用于演示球体200沿曲线运动时的速度方向特性，例如曲线轨道模块组形成的曲线轨道槽47可以由多段曲率半径不同的曲线段形成，曲线轨道模块组包括至少两个可拼装的轨道槽限位块40，轨道槽限位块40之间拼接布置形成曲线轨道槽47，曲线轨道槽47可以与水平段22的尾端邻接，并且在安装时，可以使得水平段22的延伸方向与曲线轨道槽47的入口端的切向重合，同样可以避免球体200直接冲击，减少阻力。

由此，根据本实用新型实施例的的探究球体200曲线运动特性的实验平台100，通过设置轨道架20可以是球体200保持稳定的初始运动状态，通过圆弧模块组或者曲线轨道模块组可以分别实现在圆弧轨道下或者曲线轨道下球体200的运动速度特性展示，并且结构简单，布置方便，可以重复使用，能够直观的展示曲线运动速度特性，便于学生理解，也便于教学实验操作。

如图1和图2，在一些实施例中，为了保证球体200运动的稳定性，倾斜段21与水平段22之间圆滑过渡。

如图2、图5和图6，在一些实施例中，实验平台100包括曲线轨道模块组，轨道槽限位块40包括相对布置的第一上轨道槽限位块41和第一下轨道槽限位块42，第一上轨道槽限位块41和第一下轨道槽限位块42共同形成第一曲线轨道槽(即曲线轨道槽47)，其中，曲线轨道槽47的宽度为D，球体200的直径为d，为了保证球体200的顺利通过，避免对球体200运动产生过大阻力，又可以起到对球体200的运动沿预设曲线轨道槽47进行导向的作用，D与d之间的差值不大于5mm，例如可以为1mm、2mm或者5mm等。

在一些实施例中，为了保证球体200顺利在曲线轨道槽47内运动，例如在图5所示的曲线轨道模块组中，曲线轨道槽47的相对与工作台10的一侧为开口侧，在另一些实施例中，为了进一步避免球体200从曲线轨道槽47中因初始速度过大而飞出，在图6所示的曲线轨道模块组中，曲线轨道槽47的相对于工作台10的一侧具有挡板，从而通过挡板与工作台10共同限定出封闭轨道槽，其中曲线轨道槽47的深度(即曲线轨道槽47中工作台10表面与其相对的挡板内表面的间距)大于球体200的直径。

如图6，在一些实施例中，曲线轨道模块组还包括相对布置的第二上轨道槽限位块43和第二下轨道槽限位块44以及相对布置的第三上轨道槽限位块45和第三下轨道槽限位块46，第二上轨道槽限位块43和第二下轨道槽限位块44之间形成第二曲线轨道槽47，第三上轨道槽限位块45和第三下轨道槽限位块46之间形成第三曲线轨道槽47，且第一曲线轨道槽47、第二曲线轨道槽47以及第三曲线轨道槽47依次连接形成呈波浪状的曲线轨道槽47，这样，球体200在通过曲线轨道槽47时，可以通过拆装轨道限位块的方式实现对通过不同曲率半径的曲线时的运动特性的演示，从而证明球体200从曲线不同位置出射的运动方向是该点的切线方向，而且该过程还可以通过游戏的方式，通过拆除的不受力轨道槽限位块，实现球体200受力点方向的研究，寓教于乐，激发学生的学习兴趣，从而达到探究曲线运动条件的目的。

如图6，进一步地，为了保证球体200运动过程中，轨道槽限位块40形成的曲线轨道槽47整体结构稳定，第一上轨道槽限位块41具有朝向第一下轨道槽限位块42延伸的第一上挡板411，第一下轨道槽限位块42具有朝向第一上轨道槽限位块41延伸的第一下挡板421，第一上挡板411和第一下挡板421中的一个具有连接凸起且另一个具有连接凹槽，

和/或，第二上轨道槽限位块43具有朝向第二下轨道槽限位块44延伸的第二上挡板431，第二下轨道槽限位块44具有朝向第二上轨道槽限位块43延伸的第二下挡板441，第二上挡板431和第二下挡板441中的一个具有连接凸起且另一个具有连接凹槽，

和/或，第三上轨道槽限位块45具有朝向第三下轨道槽限位块46延伸的第三上挡板451，第三下轨道槽限位块46具有朝向第三上轨道槽限位块45延伸的第三下挡板461，第三上挡板451和第三下挡板461中的一个具有连接凸起且另一个具有连接凹槽，

和/或，第一上轨道槽限位块41、第二上轨道槽限位块43、第三上轨道槽限位块45相邻两者之间分别通过连接凸起和连接凹槽连接，第一下轨道槽限位块42、第二下轨道槽限位块44、第三下轨道槽限位块46相邻两者之间分别通过连接凸起和连接凹槽连接。

通过连接凸起与连接凹槽的配合，实现上轨道槽限位块与下轨道槽限位块，以及相邻的轨道槽限位块之间彼此拼接连接，结构简单，保证的配合的稳定性。

如图2，在一些实施例中，为了进一步演示球体200运动过程中轨迹，第二工作区15设有第二显示区域，第二显示区域被构造成，当球体200从其表面通过时，可以记录下球体200的运动轨迹，例如，在一些可选实例中，第二显示区域可以为电子画板，当在其表面受到压力时，会留下轨迹，这样，通过设计可选择合适的质量的球体200以及在轨道架20上的初始高度，利用第二显示区域，可以使得通过其表面的球体200运动时留下清晰的轨迹，从而在进行曲线运动实验或者磁力实验时，可以探究在磁力作用下的轨迹，速度方向，受力方向的位置关系等，而且电子画板自带一键清除功能，可以进行无限次实验，实现实验过程的环保、高效。

如图6，在一些实施例中，轨道槽限位块具有提把，通过设置提把可以便于在实验中教师或学生进行演示实验，通过拆除的不受力轨道槽限位块，实现球体200受力点方向的研究，寓教于乐，激发学生的学习兴趣，从而达到探究曲线运动条件的目的。

进一步地，为了提高轨道槽限位块与工作台10的结合稳定性，轨道槽限位块朝向工作台10的表面具有粘结层，或者轨道槽限位块设有配重槽。

如图1，在一些实施例中，为了能够充分演示球体200沿圆弧运动时的轨迹特性，实验平台100包括圆弧模块组，弧形限位块30为三块，每块的弧形导向侧壁31形成的弧线为四分之一弧，为了提高弧形限位块30与工作台10的结合稳定性，弧形限位块30朝向工作台10的表面具有粘结层或者弧形限位块30设有配重槽32。

如图1、2，在一些示例中，第一工作区14域形成透明板且透明板上具有格线，或者，第一工作区14域设有第一显示区域，第一显示区域被构造为当球体200通过时可记录球体200的轨迹，且第一工作区14设有控制第一显示区域的控制器，例如，工作台10可以为有机玻璃板或亚克力板，由此更直观地进行过程演示。

如图1、2，在一些实施例中，为了保证球体200在工作台10运动时稳定、可靠，避免由于工作台10不平整造成误差，工作台10设有水平仪13，并且在工作台10的底部设有可调支撑脚12，通过水平仪13和可调支撑脚12配合实现水平度调节。

同时，为了避免人为因素对于球体200初始运动状态干扰太大，轨道架20上设有球体固定扣，而且球体固定扣可以沿轨道架20延伸方向滑动调节球体200初始高度。

在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

根据本实用新型实施例的…的其他构成例如…和…等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种探究球体曲线运动特性的实验平台，其特征在于，包括：

工作台，所述工作台的邻近边沿部分设有第一安装槽，所述工作台具有第一工作区和第二工作区，所述第一工作区和所述第二工作区间隔开布置；

轨道架，所述轨道架具有沿水平方向向上倾斜延伸的倾斜段和沿水平方向延伸的水平段，所述倾斜段的第一端在竖直方向上的高于所述倾斜段的第二端且所述第二端与所述水平段连接，所述轨道架安装于所述第一安装槽内且所述水平段与所述工作台的齐平；

圆弧模块组和曲线轨道模块组中的至少一个，所述圆弧模块组可拆卸地设于所述第一工作区，所述圆弧模块组包括至少两个可拼装的弧形限位块，每个所述弧形限位块均具有弧形导向侧壁，所述弧形导向侧壁与所述水平段的尾端邻接且所述水平段的延伸方向与所述弧形导向侧壁的起点的切向重合；

所述曲线轨道模块组可拆卸地设于所述第二工作区，所述曲线轨道模块组包括至少两个可拼装的轨道槽限位块，所述至少两个轨道槽限位块之间限定出曲线轨道槽，所述曲线轨道槽与所述水平段的尾端邻接且所述水平段的延伸方向与所述曲线轨道槽的入口端的切向重合。

2.根据权利要求1所述的探究球体曲线运动特性的实验平台，其特征在于，所述倾斜段与所述水平段之间圆滑过渡。

3.根据权利要求2所述的探究球体曲线运动特性的实验平台，其特征在于，所述实验平台包括所述曲线轨道模块组，所述轨道槽限位块包括第一上轨道槽限位块和第一下轨道槽限位块，所述第一上轨道槽限位块与所述第一下轨道槽限位块相对布置以形成第一曲线轨道槽，所述曲线轨道槽的宽度为D，球体直径为d，其中，D与d之间差值≤5mm。

4.根据权利要求3所述的探究球体曲线运动特性的实验平台，其特征在于，还包括相对布置的第二上轨道槽限位块和第二下轨道槽限位块以及相对布置的第三上轨道槽限位块和第三下轨道槽限位块，所述第二上轨道槽限位块和所述第二下轨道槽限位块之间形成第二曲线轨道槽，所述第三上轨道槽限位块和所述第三下轨道槽限位块之间形成第三曲线轨道槽，且所述第一曲线轨道槽、所述第二曲线轨道槽以及所述第三曲线轨道槽依次连接形成呈波浪状的所述曲线轨道槽。

5.根据权利要求4所述的探究球体曲线运动特性的实验平台，其特征在于，所述第一上轨道槽限位块具有朝向所述第一下轨道槽限位块延伸的第一上挡板，所述第一下轨道槽限位块具有朝向所述第一上轨道槽限位块延伸的第一下挡板，所述第一上挡板和所述第一下挡板中的一个具有连接凸起且另一个具有连接凹槽，

和/或，所述第二上轨道槽限位块具有朝向所述第二下轨道槽限位块延伸的第二上挡板，所述第二下轨道槽限位块具有朝向所述第二上轨道槽限位块延伸的第二下挡板，所述第二上挡板和所述第二下挡板中的一个具有连接凸起且另一个具有连接凹槽，

和/或，所述第三上轨道槽限位块具有朝向所述第三下轨道槽限位块延伸的第三上挡板，所述第三下轨道槽限位块具有朝向所述第三上轨道槽限位块延伸的第三下挡板，所述第三上挡板和所述第三下挡板中的一个具有连接凸起且另一个具有连接凹槽，

和/或，所述第一上轨道槽限位块、所述第二上轨道槽限位块、所述第三上轨道槽限位块相邻两者之间分别通过连接凸起和连接凹槽连接，所述第一下轨道槽限位块、所述第二下轨道槽限位块、所述第三下轨道槽限位块相邻两者之间分别通过连接凸起和连接凹槽连接。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的探究球体曲线运动特性的实验平台，其特征在于，所述轨道槽限位块设有提把，所述轨道槽限位块朝向所述工作台的表面设有粘结层。

7.根据权利要求1所述的探究球体曲线运动特性的实验平台，其特征在于，所述实验平台包括圆弧模块组，所述弧形限位块为三块，每块所述弧形限位块的弧形导向侧壁形成为圆心角为90°的圆弧，每个所述弧形限位块上设有配重槽或每个所述弧形限位块的朝向所述工作台的表面具有粘结层。

8.根据权利要求1所述的探究球体曲线运动特性的实验平台，其特征在于，所述工作台设有水平仪，且所述工作台的支撑脚均为可调支撑脚，所述轨道架设有球体固定扣，所述球体固定扣可沿所述轨道架滑动。

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