CN2639971Y - 二维空间碰撞实验器 - Google Patents

Abstract

二维空间碰撞实验器。一种用于教师课堂演示和学生分组实验的物理实验器，尤可用于物理中的平抛运动规律、运动轨迹、定量验证机械能守恒定律，以及二维空间物体碰撞运动叠加等实验。它含有支架、顶板、斜板、在顶板和斜板之间固定的带内凹导槽的轨道板、滚球、带调节装置的滚球定位棒和接球盘，其特征是：它的轨道板上带有一块能反应轨道上的各点垂直高度的标尺、在顶板上带有一个能搁置待碰球的可转位的转板、在该板上设置的待碰球的定位环，以及在转板所在位置的顶板上设置的可显示转板转角的角度标尺、在定位环与接球盘之间设置的悬垂式指针。本实用新型具有实验演示直观、还可对运动进行定量分析，且实验器的结构合理可靠、操作简便。

Description

二维空间碰撞实验器

技术领域

本实用新型涉及一种用于教师课堂演示和学生分组实验的物理实验器，尤其是用于演示物理中的平抛运动规律、运动轨迹、定量验证机械能守恒定律及二维空间物体碰撞运动的叠加等实验，可给学生直观地建立运动分解概念、能量守恒概念、抛物概念等。

背景技术

中国专利93209481.3公开的“动能势能演示器”，它含有底板、刻度板、横梁、悬绳、槽板、滑块、支杆、质体，它通过悬绳上的质体对滑块的摆动撞击使滑块在槽板槽体中滑动，且通过透明筒观察运动的情况。其缺点是：它只局限做单一的动能势能的演示实验，而不能做碰撞实验，并且在做动能势能演示的实验时，因质体摆动量不易控制而难以进行定量分析。

中国专利90219751.7公开的“抛物、碰撞运动实验仪”，它包括轨道、垂直面板，它通过高度调节旋扭把轨道固定在垂直面板上部，座标纸紧附在垂直面板上，“凵”形接物槽安装在用水平调节旋扭固定的水平底座上，旋转抛体为圆柱体。它虽可通过旋转抛体中的小毛笔直接在面板上的坐标上画出抛物运动的轨迹，以给学生直观地建立运动分解概念、动量守恒概念、抛物概念。但它还有以下的缺点：1)它也是只能做动能势能的演示实验，而不能做碰撞实验；2)它的旋转抛体很容易从“凵”形接物槽中蹦出，因此每次实验均要逐一地揀回蹦出的球，故很麻烦、也很费时；3)小毛笔上的笔墨很容易污及周围，故不太方便。

发明内容

本实用新型是要克服上述现有技术中还存在的缺点，提供一种二维空间碰撞实验器，以使它不仅能演示物理教学中的平抛运动规律、运动轨迹及定量验证机械能守恒定律，而且还能作二维空间物体碰撞的运动叠加等实验，并还使它具有结构可靠、能使实验结果准确且操作简便等特点。

本实用新型二维空间碰撞实验器，它含有支架、在支架的顶板上固定的斜板、在顶板和斜板之间固定的带内凹导槽的轨道板、能在轨道上滚动的滚球、在斜板上设置的带调节装置的滚球定位棒和接球盘，其特点是：它的轨道板上带有一块能反应轨道上各点垂直高度的标尺、在顶板上带有一个能搁置待碰球的可转位的转板、在该板上设置的待碰球的定位环，以及在转板所在位置的顶板上设置的可显示转板转角的角度标尺、在定位环与接球盘之间设置的悬垂式指针。

本实用新型二维空间碰撞实验器，它的滚球为铁球，并且滚球定位棒上带有磁控制装置，该装置含有缠绕在软铁制的滚球定位棒上的线圈、包围在线圈外且安装在滚球定位棒上的塑料壳，并且线圈的两端穿出塑料壳与直流安全电源器连接。

本实用新型二维空间碰撞实验器，它的接球盘内带有能准确记载滚球落点的复写纸和位于复写纸下的方格纸；接球盘的底外壁上带有能有效地防止滚球或待碰球从接球盘中蹦出的吸震片。

本实用新型二维空间碰撞实验器，它的支架、支架上的顶板、斜板和轨道板均为透明板；以增加演示时的直观效果。它的支架还带有调平装置，该装置包含有T型双气泡水平仪和调平螺钉，其中T型双气泡水平仪是由两个相互之间呈T型，即垂直布置的带气泡的水平仪，它们安装在顶板上，以检测顶板是否水平。

本实用新型的有益效果是：1)它不仅可给学生直观地建立平抛运动规律、运动轨迹，并定量验证机械能守恒定律，而且还可进行二维空间物体碰撞运动的实验，从而可作相关的运动分析，并且还通过一系列组件，如磁控制装置、标尺、角度标尺、悬垂式指针，以及接球盘内带有的复写纸和方格纸等，能从标尺上直接读得滚球始发点的垂直高度和待碰球的起、落点位置和时间，从而可对物体动能、势能与物体的质量、速度、高度、形变量等关系作出定量的分析；2)因接球盘的底外壁上带有吸震片，能有效地防止滚球从接球盘中蹦出，因此可省去实验中的捡球麻烦，又节约了实验的时间；3)本实用新型实验器的结构合理可靠、操作简便。

下面将通过实施例并对照附图，对本实用新型作进一步地叙述。

附图说明

图1是本实用新型二维空间碰撞实验器的主视图；

图2是图1中的A向视图；

图3和图4是图1中的磁控制装置9的结构图，其中图3是它的主剖视放大图、图4是它在图3位置上的右视图。

图中的标号说明：1-支架；1a-顶板；1b-斜板；2-轨道板；2a-内凹导槽；3-滚球；3a-待碰球；4-滚球定位棒；4a-调节装置；5-接球盘；5a-吸震片；5b-方格纸；5c-复写纸；6-转板；7-角度标尺；7a-定位环；7b-标尺；8-悬垂式指针；9a-线圈；9b-塑料壳；9c-直流安全电源器；9d-按钮开关；10-T型双气泡水平仪；1a-调平螺钉。

具体实施方式

实施例1.本实施例二维空间碰撞实验器的结构可从图1和图2中看到，它含有支架1、在支架的顶板1a上固定的斜板1b、在支架的顶板和斜板之间固定的带内凹导槽2a的轨道板2、能在轨道上滚动的滚球3、在斜板上设置的可调滚球起始位置的滚球定位棒4、一个与支架的底板位置相匹配的接球盘5，其中轨道板2上带有一块能表示出轨道上的各点的垂直高度值的标尺7b、在支架的顶板上带有一个能搁置待碰球的转板6、在该转板上设置的碰撞球的定位环7a，以及在支架的顶板1a上带有的可显示转板所在位置的角度标尺7和设置在定位环7a与接球盘5之间的悬垂式指针8。

用本实施例二维空间碰撞实验器做滚球的能量守恒实验时，先松开调节装置4a上的螺钉，并根据设定的滚球起始高度调准滚球定位棒4的位置，且再旋紧螺钉；然后手持滚球3、将滚球贴靠滚球定位棒4的左下端，然后松开手，以使滚球在该起始位置开始滚动；这时滚球靠其势能顺着轨道板2的内凹导槽2a倾斜向下，最后通过支架的顶板1a平抛，并下落到前方底部的接球盘5中。该实验除了直观地反映出滚球从设定高度下落且平抛的运动全过程、其势能转化为动能，还可直接从标尺上直接读得滚球始发点的垂直高度、平抛位置、落点位置和落地时间、滚球的质量大小等作定量分析。

用本实施例二维空间碰撞实验器做滚球碰撞实验时，除了先完成上述的操作之外，还需在转板6的定位环7a上放一个待碰球3a(该球在图中以双点划线表示)，并且通过转板的转动可改变待碰球3a在空间的位置。准备就绪后，再将滚球一侧壁贴靠滚球定位棒4的左下端，并松开手，以使滚球在该位置上开始顺着轨道板2上的内凹导槽2a斜下滚动，最后与待碰球3a碰撞后落入接球盘5中。与上述的实验相类似，除了直观地反映出滚球碰撞运动的全过程，还可根据滚球的起始高度、落点位置和落地时间、滚球和待碰球的质量大小等作定量分析。

实施例2.本实施例二维空间碰撞实验器的结构可从图1和图2中看到，它与实施例1所不同的是：它的滚球定位棒4上带有磁控制装置，并且滚球为铁球，其中磁控制装置还可从图3和图4中看到，它包含有缠挠在软铁制的滚球定位棒4上的线圈9a、包围在线圈外且安装在滚球定位棒上的塑料壳9b，并且线圈的两端穿出塑料壳与直流安全电源器9c连接。

用本实施例实验器作实验时，因带有磁控制装置，故同样作实施例1中的两个实验时，均可通过对直流安全电源器9c上的按钮开关9d的控制，使磁控制装置吸住或放开滚球3，而无须用手作握持或松开球的操作，使滚球的起始位置和起动时间均比较准确，且操作更简便。

实施例3.本实施例二维空间碰撞实验器的结构可从图1和图2中看到，它与实施例1或2所不同的是：它的接球盘5内带有能准确记载滚球落点的复写纸5c和方格纸5b；并且接球盘5的底外壁上带有能有效地防止滚球从接球盘5中蹦出的吸震片5a。前者复写纸5c可将滚球和待碰球在接球盘5中的落点复印在方格纸上、准确地记录落点的位置；而后者的吸震片5a可以是人造树脂垫，它用于防止滚球3、待碰球3a从接球盘5中蹦出，以减少捡球的麻烦并缩短实验的时间。

实施例4.本实施例二维空间碰撞实验器的结构与实施例1或2或3所不同的是：它的支架和轨道板均为透明板，如有机玻璃或透明塑料。以增加演示时的直观效果。

实施例5.本实施例二维空间碰撞实验器的结构可从图1中看到，它的支架上还可带有调平装置，该装置包含有T型双气泡水平仪10和调平螺钉10a，其中T型双气泡水平仪是两个相互之间呈T型垂直设置的带气泡的水平仪，它们安装在顶板上。在做实验前，应先检测顶板是否水平，如有不平，则可旋转支架底部的两个调平螺钉进行调节，以使轨道板的位置、方位准确。

Claims (10)

1、一种二维空间碰撞实验器，它含有支架(1)、在支架的顶板(1a)上固定的斜板(1b)、在顶板和斜板之间固定的带内凹导槽(2a)的轨道板(2)、能在轨道上滚动的滚球(3)、在斜板上设置的带调节装置(4a)的滚球定位棒(4)和接球盘(5)，其特征是：它的轨道板(2)上带有一块能反应轨道上的各点垂直高度的标尺(7b)、在顶板上带有一个能搁置待碰球的可转位的转板(6)、在该板上设置的待碰球的定位环(7a)，以及在转板(6)所在位置的顶板上设置的可显示转板转角的角度标尺(7)、在定位环(7a)与接球盘(5)之间设置的悬垂式指针(8)。

2、根据权利要求1所述的二维空间碰撞实验器，其特征是：所说的滚球(3)为铁球，并且滚球定位棒(4)上带有磁控制装置，该装置含有缠挠在软铁制的滚球定位棒(4)上的线圈(9a)、包围在线圈外且安装在滚球定位棒(4)上的塑料壳(9b)，并且线圈的两端穿出塑料壳与直流安全电源器(9c)连接。

3、根据权利要求1或2所述的二维空间碰撞实验器，其特征是：所说的接球盘(5)内带有能准确记载滚球落点的复写纸(5c)和位于复写纸下的方格纸(5b)。

4、根据权利要求1或2所述的二维空间碰撞实验器，其特征是：所说的接球盘(5)的底外壁上带有能有效地防止滚球或待碰球从接球盘(5)中蹦出的吸震片(5a)。

5、根据权利要求3所述的二维空间碰撞实验器，其特征是：所说的接球盘(5)的底外壁上带有能有效地防止滚球或待碰球从接球盘(5)中蹦出的吸震片(5a)。

6、根据权利要求1或2所述的二维空间碰撞实验器，其特征是：所说的支架(1)、支架上的顶板(1a)、斜板(1b)和轨道板(2)均为透明板。

7、根据权利要求3所述的二维空间碰撞实验器，其特征是：所说的支架(1)、支架上的顶板(1a)、斜板(1b)和轨道板(2)均为透明板。

8、根据权利要求4所述的二维空间碰撞实验器，其特征是：所说的支架(1)、支架上的顶板(1a)、斜板(1b)和轨道板(2)均为透明板。

9、根据权利要求5所述的二维空间碰撞实验器，其特征是：所说的支架(1)、支架上的顶板(1a)、斜板(1b)和轨道板(2)均为透明板。

10、根据权利要求1或2所述的二维空间碰撞实验器，其特征是：所说的支架(1)上还可带有调平装置，该装置包含有T型双气泡水平仪(10)和调平螺钉(10a)。

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