CN2713566Y - 牛顿第一定律实验器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种牛顿第一定律实验器。它包括斜板、平板、小车，以及底板、撑板、垫板、斜板倾斜角度调节器、斜板高度指示器、阻尼刷和备选织物。该实验器克服了现有技术的不足，结构合理，能调节斜板的倾斜角度，能调节并指示斜板高度，并能方便地改变平板表面的粗糙度，调节阻尼刷，从而调节摩擦阻力，不仅具有演示牛顿第一运动定律实验的功能，而且可以进行斜面省力实验，还可以进行各种摩擦力对比实验和利用斜面探索势能转化为动能的实验。

Description

牛顿第一定律实验器

                         技术领域

本实用新型涉及一种中学自然科学(物理)教学的实验装置，尤其是能方便进行实验研究牛顿第一运动定律的牛顿第一定律实验器。

                         背景技术

目前，公知的牛顿第一运动定律教学实验装置有《浙江省教育厅关于义务教育课程标准实验教材《科学》和《数学》(中学一、二册)教学仪器增配目录的说明》中所述的X2191第一定律探究实验器，其构造是由部件物理小车、木板、玻璃、毛巾、纸板和自备棉布构成，实验过程如义务教育课程标准实验教科书7年级用科学第二册2002年12月第二版第71页所述，用垫高一端的木板作斜面或成型斜面相接在平面上铺上毛巾让小车从斜面顶端向下运动，平面上依次换铺纸板、玻璃再做实验，来观察分析小车自斜面同一高度向下运动，在粗糙程度不同的平面上运动的路程(距离)长短不同，以此得出平面越光滑，小车所受阻力越小，运动路程越远，再由分析推理得出牛顿第一运动定律。但因小车依靠滚动在不同平面上运动，而使运动情况相差不大，并因该装置中所用的毛巾是临时铺在平板上的，往往产生褶皱，导致产生的摩擦力多变而使实验不确定或失败；而且该装置结构太分散，构成不合理，斜面高度不能调节，操作难度较大，性能不稳定。

                         发明内容

为了克服现有牛顿第一运动定律教学实验装置结构太分散，构成不合理，斜面高度不能调节，操作难度较大，并且性能不稳定的缺点，本实用新型提供了一种牛顿第一运动定律实验器，该实验器结构合理，能调节斜板的倾斜角度，能调节并指示斜板高度，并能方便地调节摩擦阻力，不仅具有演示牛顿第一运动定律实验的功能，而且可以进行斜面省力实验，还可以进行各种摩擦力对比实验和利用斜面探索势能转化为动能的实验。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种牛顿第一定律实验器，包括斜板、平板、小车，以及底板、撑板、两块垫板、斜板倾斜角度调节器、斜板高度指示器、阻尼刷和两块表面粗糙度各不相同的备选织物；所述斜板与底板的一端铰链连接且底板另一端与撑板铰链连接构成三连板构件；所述斜板倾斜角度调节器包括滑杆、滑块、紧固螺丝及两个支座，用螺钉固定支座从而将斜板倾斜角度调节器自斜板上端向下安装在其下侧面；所述撑板的顶端设有U形口，滑杆正好搁置其中；在所述底板与斜板相连的一端部设有L形扣片；所述斜板高度指示器安装在斜板的上侧面；所述小车车身底部两端为斜面或圆弧面，所述阻尼刷设置在车身的后部；所述平板一面光滑，另一面胶粘有织物，其一端部设有]形扣环，胶粘有织物一面且设有]形扣环一端以及光滑面的另一端分别胶粘一块尼龙雌搭扣，所述平板端部所设有]形扣环与底板端部所设的L形扣片配合，并在平板底部垫入所述垫板而形成稳定架构；所述备选织物其中一面的两端分别胶粘一块尼龙雄搭扣，其宽度等于平板的宽度，长度大于平板的长度，当其被选用来铺设于所述平板胶粘织物一面而使平板表面具有不同的粗糙度时，一端与平板设有]形扣环的一端平齐且由两者的尼龙雌雄搭扣啮合，平整铺设至平板的另一端时恰好绕过端部，使这一端的尼龙雄搭扣与平板光滑面的尼龙雌搭扣啮合。

所述斜板高度指示器包括指针、连接块、调节座和紧固螺丝。

所述平板一面所胶粘的织物可选一种表面粗糙度适中的织物，优选为呢织物。

所述两种备选织物之一可选表面粗糙度较大的织物，优选为毛巾织物；所述两种备选织物之二可选表面粗糙度较小的织物，优选为棉布织物。

所述阻尼刷的中部设有一条形孔，当用紧固螺丝将其安装在小车车身的后部时，其高度是可以调节的。

在另一种情况下，其中所述底板与斜板相连的一端部未设L形扣片，而与一垫板铰链连接，并在此垫板的上表面胶粘一块尼龙雄搭扣；与此相应，所述平板的端部亦未设]形扣环，而在胶粘有织物一面的两端及光滑面的任选一端胶粘一块尼龙雌搭扣，所述平板置于垫板上，两板面的尼龙雌雄搭扣啮合，另一端也垫入垫板而形成稳定架构。

在再一种情况下，其中所述平板的厚度与底板和斜板叠加的厚度相当，故平板底部无需垫入所述垫板即可形成稳定架构。

实际应用时，首先架好安装有斜板倾斜角度调节器的三连板构件，使滑杆正好搁置在撑板的U形口中，平板与三连板构件通过底板的L形扣片与平板的]形扣环相配合，并在平板底部垫入垫板而形成稳定架构；或者在三连板构件与一垫板铰链连接的情况下，平板与三连板构件通过与三连板构件铰链连接的垫板上的尼龙雄搭扣和平板的尼龙雌搭扣相啮合，另一端也垫入垫板而形成稳定架构；或者在平板的厚度与底板和斜板叠加的厚度相当的情况下，平板与三连板构件通过底板的L形扣片与平板的]形扣环相配合即形成稳定架构。然后将斜板高度指示器安装在斜板上；在小车车身后部安装好阻尼刷；并按常规在小车内放入所需砝码即可进行实验。将小车移至斜面上紧靠斜板高度指示器的位置，释放小车，观察其在平板上运动的距离。为了进行多种实验，并在多种条件下进行实验对比，实验过程中，除了可增减砝码重量以外，可以通过调整斜板倾斜角度调节器中滑块的位置，调节斜板的倾斜角度；通过调整斜板高度指示器的位置，改变并指示小车被释放时的高度；通过分别利用平板的光滑面、胶粘织物面和铺设备选织物，改变平板表面粗糙度，从而改变小车与平板间的摩擦力；通过调整阻尼刷的高度，可进一步调节与平板间的摩擦力。

本实用新型设计科学合理，增设斜板倾斜角度调节器，解决了以往斜面角度调节困难的问题，在平板的一面胶粘织物如呢织物，配置两块表面粗糙度各不相同的备选织物如毛巾织物和棉布织物并采用尼龙搭扣使之与平板啮合，可方便地改变平板表面的粗糙度，设置阻尼刷并可调节其高度，起到灵活调节滑动摩擦力的作用，将小车车身底部两端设为斜面或圆弧面，避免了小车从斜板运动至平板时可能出现碰撞的问题，较好的改善了实验条件，从而提高了实验成功率和实验效果。另外，本实用新型还兼具可比较摩擦力大小、斜面省力、势能转化为动能时克服摩擦力做功的实验功能。

                         附图说明

图1是本实用新型一种实施方式示意图，图中未包括作为组件的备选织物。

图2是图1所示本实用新型一种实施方式中三连板构件展开示意图，斜板倾斜角度调节器安装在斜板上。

图3是图2中滑块和紧固螺丝示意图。

图4是图1所示本实用新型一种实施方式中斜板高度指示器的示意图。

图5是图1所示本实用新型一种实施方式中底板与斜板相连的一端部设有L形扣片的示意图。

图6是图1所示本实用新型一种实施方式中平板的示意图。

图7是图1所示本实用新型一种实施方式中作为组件的备选织物示意图。

图8是图1所示本实用新型一种实施方式中小车的示意图。

图9是图8中阻尼刷和紧固螺丝示意图。

图10是本实用新型另一种实施方式中底板与斜板相连的一端部未设L形扣片而与一垫板铰链连接的示意图。

                       具体实施方式

实施例1：

图1所示为本实用新型的一种实施方式。包括斜板1、平板2、小车3、底板4、撑板5、两块垫板6、斜板倾斜角度调节器7、斜板高度指示器8、阻尼刷9。斜板1与底板4的一端以及底板4另一端与撑板5均用合页铰链连接构成三连板构件，如图2。在图2和图3中可见，斜板倾斜角度调节器7包括滑杆11、滑块12、紧固螺丝13及两个支座14，用螺钉固定支座14从而将斜板倾斜角度调节器7安装在斜板1上，撑板5的一端设有U形口15。在底板4与斜板1相连的一端部设有L形扣片16，如图5。斜板高度指示器8包括指针17、连接块18、调节座19和紧固螺丝20，如图4。小车3车身25上部设置四个圆柱形砝码槽，底部两端设为斜面28，前部设有挂钩27，阻尼刷9设置在车身25的后部，阻尼刷9的中部设有一条形孔，当用紧固螺丝26将其安装在车身25的后部时，其高度是可以调节的，如图8和图9。平板2一面光滑，另一面胶粘有织物21，该织物选用呢织物，平板2的一端部设有]形扣环24，胶粘呢织物一面且设有]形扣环24的一端以及光滑面的另一端分别胶粘一块尼龙雌搭扣22，如图6。图7所示为备选织物10，备选织物10之一选用毛巾织物，备选织物10之二选用棉布织物，两块备选织物10均在其一面的两端分别胶粘一块尼龙雄搭扣23，备选织物10的宽度等于平板2的宽度，长度比平板2的长度略长，使其在一端与平板2设有]形扣环24一端平齐且由两者的尼龙雌雄搭扣啮合时，另一端恰好能绕过平板2的另一端而使尼龙雄搭扣23与平板2光滑面的尼龙雌搭扣22啮合。

架好安装有斜板倾斜角度调节器7的三连板构件，使滑杆11正好搁置在撑板的U形口15中，平板2与三连板构件通过底板4的L形扣片16与平板2的]形扣环24相配合，并在平板2底部垫入垫板6而形成稳定架构；然后将斜板高度指示器8安装在斜板1的上侧面，如图1和图5中所示；按常规将所需砝码放入小车3车身25上部的圆柱形砝码槽内即可进行实验。

实施例2：

将小车3车身25底部两端设为圆弧面。除此以外，本实施例的结构与实施例1相同。

实施例3：

底板4与斜板1相连的一端部与一垫板6铰链连接，而未设L形扣片16，并在此垫板6的上表面胶粘一块尼龙雄搭扣23，如图10；与此相应，平板2的端部亦未设]形扣环24，而在胶粘呢织物一面的两端及光滑面的任选一端胶粘一块尼龙雌搭扣22，平板2置于垫板6上，两板面的尼雌雄龙搭扣啮合，另一端也垫入垫板6而形成稳定架构。除此以外，本实施例的结构与实施例1相同。

实施例4：

平板2的厚度与底板4和斜板1叠加的厚度相当，平板2与三连板构件通过底板4的L形扣片16与平板的]形扣环24相配合而无需在平板2底部垫入垫板6，即形成稳定架构。除此以外，本实施例的结构与实施例1相同。

Claims (7)

1.一种牛顿第一定律实验器，包括斜板(1)、平板(2)、小车(3)，其特征在于，还包括底板(4)、撑板(5)、两块垫板(6)、斜板倾斜角度调节器(7)、斜板高度指示器(8)、阻尼刷(9)、两块表面粗糙度各不相同的备选织物(10)；所述斜板(1)与底板(4)的一端铰链连接且底板(4)另一端与撑板(5)铰链连接构成三连板构件；所述斜板倾斜角度调节器(7)包括滑杆(11)、滑块(12)、紧固螺丝(13)及两个支座(14)，用螺钉固定支座(14)从而将斜板倾斜角度调节器(7)自斜板(1)上端向下安装在其下侧面；所述撑板(5)的顶端设有U形口(15)，滑杆(11)正好搁置其中；在所述底板(4)与斜板(1)相连的一端部设有L形扣片(16)；所述斜板高度指示器(8)安装在斜板(1)的上侧面；所述小车(3)车身(25)底部两端为斜面(28)或圆弧面，所述阻尼刷(9)设置在车身(25)的后部；所述平板(2)一面光滑，另一面胶粘有织物(21)，其一端部设有]形扣环(24)，胶粘有织物(21)一面且设有]形扣环(24)一端以及光滑面的另一端分别胶粘一块尼龙雌搭扣(22)，所述平板(2)端部所设]形扣环(24)与底板(4)端部所设的L形扣片(16)配合，并在平板(2)底部垫入所述垫板(6)而形成稳定架构；所述备选织物(10)其中一面的两端分别胶粘一块尼龙雄搭扣(23)，其宽度等于平板(2)的宽度，长度大于平板(2)的长度，当其被选用来铺设于所述平板(2)胶粘织物一面而使平板(2)表面具有不同的粗糙度时，一端与平板(2)设有]形扣环(24)一端平齐且由两者的尼龙雌雄搭扣啮合，平整铺设至平板(2)的另一端时恰好绕过端部，使这一端的尼龙雄搭扣(23)与平板(2)光滑面的尼龙雌搭扣(22)啮合。

2.如权利要求1所述的牛顿第一定律实验器，所述斜板高度指示器(8)包括指针(17)、连接块(18)、调节座(19)和紧固螺丝(20)。

3.如权利要求1所述的牛顿第一定律实验器，所述织物(21)可选一种表面粗糙度适中的织物，优选为呢织物。

4.如权利要求1所述的牛顿第一定律实验器，所述两种备选织物(10)之一可选表面粗糙度较大的织物，优选为毛巾织物；所述两种备选织物(10)之二可选表面粗糙度较小的织物，优选为棉布织物。

5.如权利要求1所述的牛顿第一定律实验器，所述阻尼刷(9)的中部设有一条形孔，当用紧固螺丝(26)将其安装在小车(3)车身(25)的后部时，其高度是可以调节的。

6.如权利要求1所述的牛顿第一定律实验器，其中所述底板(4)与斜板(1)相连的一端部未设L形扣片(16)，而与一垫板(6)铰链连接，并在此垫板(6)的上表面胶粘一块尼龙雄搭扣(23)；与此相应，所述平板(2)的端部亦未设]形扣环(24)，而在胶粘有织物一面的两端以及光滑面的任选一端均胶粘一块尼龙雌搭扣(22)，所述平板(2)置于垫板(6)上，两板面的尼龙雌雄搭扣啮合，另一端也垫入垫板(6)而形成稳定架构。

7.如权利要求1所述的牛顿第一定律实验器，其中所述平板(2)的厚度与底板(4)和斜板(1)叠加的厚度相当，故平板(2)底部无需垫入所述垫板(6)即可形成稳定架构。

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