專利名稱：平拋運(yùn)動演示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及平拋運(yùn)動演示裝置，用于物理學(xué)教學(xué)。
背景技術(shù)：
平拋運(yùn)動是一種典型的曲線運(yùn)動，可分解成水平方向和豎直方向兩個分運(yùn)動，水平方向作勻速直線運(yùn)動，豎直方向作自由落體運(yùn)動，平拋運(yùn)動的軌道為拋物線方程，為了在教學(xué)中演示上述運(yùn)動，已有幾種演示儀器，如平拋豎落儀等，其不足之處(1)只是演示平拋運(yùn)動與其豎直方向的分運(yùn)動關(guān)系，而沒有同時演示與水平方向分運(yùn)動的關(guān)系，(2)兩球落地以聲音來判定是否同時落地，準(zhǔn)確度差。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足之處而提供能同時演示平拋運(yùn)動同其豎直方向分運(yùn)動、水平方向分運(yùn)動的關(guān)系，以及能具體靜態(tài)地確定與對比任何時期內(nèi)的該平拋與其兩個分運(yùn)動所到達(dá)的不同位置，并以光來判定上述三個獨(dú)立運(yùn)動的同時性的平拋運(yùn)動演示裝置。本實(shí)用新型的目的可通過如下技術(shù)方案而達(dá)到本實(shí)用新型平拋運(yùn)動演示裝置由底座、下豎板、上豎板、伸縮桿、平拋球電磁線圈及導(dǎo)軌、水平球電磁線圈及導(dǎo)軌、光電門、水平球水平運(yùn)動軌道、水平球定位裝置、平拋球接槽、豎落球接槽、豎落球指示燈、水平球指示燈、平拋球指示燈組成，底座上裝置下豎板、豎落球接槽、平拋球接槽，下豎板聯(lián)接伸縮桿外套管，伸縮桿內(nèi)管聯(lián)接上豎板，上豎板一端部裝置平拋球電磁線圈及導(dǎo)軌、水平運(yùn)動球電磁線圈及導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌并排裝置，平拋球?qū)к壍哪┒搜b置光電門，水平球?qū)к壍难由鞛樗角蛩竭\(yùn)動軌道，水平球水平運(yùn)動軌道的端部安裝水平球定位裝置，定位裝置可在水平運(yùn)動軌道上移動，電路包括平拋球、水平運(yùn)動球、豎落球等三球指示燈的控制電路、三球運(yùn)動的控制電路。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)可同時演示平拋運(yùn)動同其豎直方向、水平方向分運(yùn)動的關(guān)系，能具體形象地觀察上述三者運(yùn)動的任何時期內(nèi)的動態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槟骋凰矔r的靜態(tài)，而且判定同時的精確度較高。


圖1是本實(shí)用新型平拋運(yùn)動演示裝置示意圖。
圖2是本實(shí)用新型平拋運(yùn)動演示裝置光電門25示意圖。
圖3是本實(shí)用新型平拋運(yùn)動演示裝置水平球定位裝置20示意圖。
圖4是本實(shí)用新型平拋運(yùn)動演示裝置豎直球接槽12示意圖。
圖5是本實(shí)用新型平拋運(yùn)動演示裝置平拋球接槽15示意圖。
圖6是本實(shí)用新型平拋運(yùn)動演示裝置電路圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示本實(shí)用新型由底座13、下豎板17、上豎板23、伸縮桿4、平拋球電磁線圈l1及導(dǎo)軌1、水平球電磁線圈l2及導(dǎo)軌2、光電門25、水平球水平運(yùn)動軌道22、水平球定位裝置20、平拋球接槽15、豎落球接槽12、豎落球指示燈6、水平球指示燈19、平拋球指示燈16組成，底座13上裝置下豎板17、豎落球接槽12、平拋球接槽15，下豎板17聯(lián)接伸縮桿4外套管，伸縮桿4內(nèi)管聯(lián)接上豎板23，上豎板23一端部裝置平拋球電磁線圈l1及導(dǎo)軌1、水平運(yùn)動球電磁線圈l2及導(dǎo)軌2，兩導(dǎo)軌并排裝置，導(dǎo)軌1的末端裝置光電門25，水平球?qū)к?的延伸為水平球水平運(yùn)動軌道22，水平球水平運(yùn)動軌道22的端部安裝水平球定位裝置20，定位裝置20可在水平運(yùn)動軌道22上移動，電路包括平拋球1’、水平運(yùn)動球2’、豎落球3等三球指示燈的控制電路、三球運(yùn)動的控制電路，11是鐵板箍裝于底座底面的兩邊用于加固伸縮桿4與水平調(diào)節(jié)螺栓14，14是調(diào)節(jié)伸縮桿4豎直與底座13水平的調(diào)節(jié)螺栓，7是伸縮桿4的豎直調(diào)節(jié)線錘，在水平球運(yùn)動軌道22上還可設(shè)置水準(zhǔn)器22’，5是伸縮桿4的調(diào)節(jié)栓，同時調(diào)節(jié)水準(zhǔn)器22’，8是三球指示燈電源開關(guān)，9是光電門電源開關(guān)，10是平拋、水平球電磁線圈開關(guān)、三個球?yàn)殇撉?，伸縮桿4、下豎板17、上豎板23為金屬材料，底座為絕緣材料。
如圖2所示，光電門25由豎落球電磁線圈l3、豎落球3、定位球圈套27、平拋與水平運(yùn)動球門28與31’、光發(fā)射管29、光接收管29’，安裝架26構(gòu)成，光發(fā)射管29是光敏燈、光接收管29’是光敏二極管分別裝置在平拋運(yùn)動球門28的兩側(cè)，豎落球電磁線圈30同平拋運(yùn)動球門28之間并排著水平運(yùn)動球門31’，光電門25安裝架26垂直插裝在上豎板23的豎槽24上，定位球圈套27對每次豎落球歸位時不偏移。
如圖3所示，水平運(yùn)動球定位裝置20由彈簧彈片34’、彈片34、安裝架37構(gòu)成，彈簧彈片34’、彈片34裝置在安裝架37上，并且相接觸，彈簧彈片34’受水平球沖擊時，彈簧彈片34’同彈片34脫離接觸，安裝架37的一端部37’插入平移槽21中，38是單刀雙擲開關(guān)S0，39是電動機(jī)D；如圖4所示，豎落球接槽12由彈簧彈片35、35’、彈簧、絕緣槽板31、彈性塑帶43構(gòu)成，彈簧彈片35、35’分別固定在絕緣槽中，彈簧彈片35、35’彎成弧形直立狀，構(gòu)成夾槽，豎落球3落入槽中，夾在兩簧片35、35’之間，43是彈性塑帶，使豎落球落入槽中有一緩沖，而豎落球3的槽中偏移不影響實(shí)驗(yàn)效果。
如圖5所示，平拋球接槽15，由彈簧彈片42，透明絕緣槽板41、彈性塑帶42’，下豎板17構(gòu)成，彈簧彈片42為長形彈性片，其中有若干條等間的并列狹縫并彎成弧形直立狀，同若干條彈簧聯(lián)接，螺栓41’調(diào)節(jié)夾槽的寬度，隨機(jī)控制平拋球接槽15中的平拋球1’的偏移所造成誤差。
如圖6所示，本實(shí)用新型電路包括三球指示燈的控制電路、三球運(yùn)動控制電路，三球指示燈電路包括電源E、三球指示燈開關(guān)K3、三球指示燈L1、L2、L3、調(diào)亮度電阻R1、R2、R3以及由水平球定位裝置20的彈簧彈片34、彈片34’構(gòu)成的常通開關(guān)S1、由豎落球接槽12的兩彈簧彈片35、35’構(gòu)成的常開開關(guān)S2、由平拋球接槽15的彈簧彈片42、金屬下豎板17構(gòu)成的常開開關(guān)S3組成，S1、S2、S3分別串接水平球定位指示燈L1、豎落球指示燈L2、平拋球指示燈L3；所說的運(yùn)動控制電路包括三個球電磁線圈l1、l2、l3、光電門電路、開關(guān)K1、K2及R0，光電門電路通過調(diào)壓變阻器R0連接電源E，平拋球電磁線圈l1、水平球電磁線圈l2通過開關(guān)K1調(diào)壓變壓器R0同電源E連接，平拋球電磁線圈l1、水平球電磁線圈l2通過開關(guān)K1調(diào)壓變阻器R0同電源E連接，電動機(jī)D裝置在水平運(yùn)動球定位裝置20上，用于提升同位線錘18，同位線錘18用于確定水平運(yùn)動球同平拋球是否在同一豎直線上，K4為單刀雙擲開關(guān)，擲連電動機(jī)D，電動機(jī)工作，擲連水平球指示燈L1，演示水平球2’運(yùn)動，光電門電路為現(xiàn)有技術(shù)，主要由光敏燈管29、光敏二極管29’、三極管等組成的控制電路。
演示準(zhǔn)備，預(yù)先用水平調(diào)節(jié)螺栓14通過豎直線錘7校準(zhǔn)伸縮桿4豎直，同時底座也處于水平，用高低調(diào)節(jié)栓5確定伸縮桿4的高度，并調(diào)整水平球運(yùn)動軌道22的水平，合上開關(guān)K1、K2、K3，放上鋼球平拋球1’、水平運(yùn)動球2’、豎落球3，演示時1斷開開關(guān)K1，平拋球1’、水平球2’同時滑落，球1’通過光電門時，電磁線圈l3斷電、球3自由下落，作平拋運(yùn)動的球1’落入槽15、水平運(yùn)動球2’繼續(xù)在水平球運(yùn)動軌道22作近似的勻速運(yùn)動，當(dāng)球3落入槽12中指示燈6亮、平拋球2’落入槽15時，指示燈16亮，水平運(yùn)動球2碰撞水平球定位裝置20時，指示燈19亮，當(dāng)由同位線錘18將水平球定位裝置的位置豎直對準(zhǔn)平拋球1在槽15的位置時，三個指示燈同時亮，另外簡便方法有預(yù)先讓一個球1’作平拋運(yùn)動后，用同位線錘18豎直對準(zhǔn)平拋球在槽15的位置，然后再讓三個球放回各自初始位置，重做演示1步驟、觀察三個指示燈是否同時亮。2調(diào)置伸縮桿高度與水平運(yùn)動軌道的水平，重復(fù)上述演示，即得出同樣結(jié)果，由此說明了上述的平拋運(yùn)動與其它兩個運(yùn)動所到達(dá)的對應(yīng)任意位置分別在水平與豎直方向上得以相同，以及所需的時間也相同，從而驗(yàn)證了平拋運(yùn)動分解成水平勻速直線分運(yùn)動，豎直自由落體分運(yùn)動，其軌道為拋物線方程。
權(quán)利要求1.一種平拋運(yùn)動演示裝置，其特征在于由底座(13)、下豎板(17)、上豎板(23)、伸縮桿(4)、平拋球電磁線圈l1及導(dǎo)軌(1)、水平球電磁線圈l2及導(dǎo)軌(2)、光電門(25)、水平球水平運(yùn)動軌道(22)、水平球定位裝置(20)、平拋球接槽(15)、豎落球接槽(12)、豎落球指示燈(6)、水平球指示燈(19)、平拋球指示燈(16)組成，底座(13)上裝置下豎板(17)、豎落球接槽(12)、平拋球接槽(15)，下豎板(17)聯(lián)接伸縮桿(4)外套管，伸縮桿(4)內(nèi)管聯(lián)接上豎板(23)，上豎板(23)一端部裝置平拋球電磁線圈l1及導(dǎo)軌(1)、水平運(yùn)動球電磁線圈l2及導(dǎo)軌(2)，導(dǎo)軌(1)、導(dǎo)軌(2)并排裝置，導(dǎo)軌(1)的末端裝置光電門(25)，水平球?qū)к?2)的延伸為水平球水平運(yùn)動軌道(22)，水平球水平運(yùn)動軌道(22)的端部安裝水平球定位裝置(20)，定位裝置(20)可在水平運(yùn)動軌道(22)上移動，電路包括平拋球1’、水平運(yùn)動球2’、豎落球(3)等三球指示燈的控制電路、三球運(yùn)動的控制電路。
2.按權(quán)利要求1所述的平拋運(yùn)動演示裝置，其特征在于所說的光電門(25)由豎落球電磁線圈(30)、豎落球(3)、平拋運(yùn)動球門(28)、水平運(yùn)動球門(31’)、光發(fā)射管(29)、光接收管(29’)，安裝架(26)構(gòu)成，光發(fā)射管(29)、光接收管(29’)分別裝置在平拋運(yùn)動球門(28)的兩側(cè)，豎落球電磁線圈(30)同平拋運(yùn)動球門(28)之間并排著水平運(yùn)動球門(31’)，光電門(25)安裝架(26)垂直插裝在上豎板(23)的豎槽(24)上；所說的水平運(yùn)動球定位裝置(20)由彈片(34)、彈簧彈片(34’)、安裝架(37)構(gòu)成，彈片(34)、彈簧彈片(34’)裝置在安裝架(37)上，并且相接觸，彈片(34)受水平運(yùn)動球2’沖擊時，彈片(34)同彈簧彈片(34’)脫離接觸；所說的豎落球接槽(12)由彈簧彈片(35)、(35’)、絕緣槽(31)、彈性塑帶(43)構(gòu)成，彈簧彈片(35)、(35’)分別固定在絕緣槽中，彈簧彈片(35)、(35’)彎成弧形直立狀，構(gòu)成夾槽，豎球落入槽中，夾在兩簧片(35)、(35’)之間。所說的平拋球接槽(15)，由彈簧彈片(42)，絕緣槽板(41)、彈性塑帶(42’)，金屬下豎板(17)構(gòu)成，彈簧彈片(42)為長形彈性片，彎成弧形直立狀，同下豎板(17)構(gòu)成夾槽。
3.按權(quán)利要求1或2所述的平拋運(yùn)動演示裝置，其特征在于所說的三球指示燈電路包括電源E、三球指示燈開關(guān)K3、三球指示燈L1、L2、L3、調(diào)亮度電阻R1、R2、R3以及由水平球定位裝置(20)的彈簧彈片(34)、彈片(34’)構(gòu)成的常通開關(guān)S1、由豎落球接槽(12)的兩彈簧彈片(35)、(35’)構(gòu)成的常開開關(guān)S2、由平拋球接槽(15)的彈簧彈片(42)、金屬下豎板(17)構(gòu)成的常開開關(guān)S3組成，S1、S2、S3分別串接水平球定位指示燈L1、豎落球指示燈L2、平拋球指示燈L3；所說的運(yùn)動控制電路包括三個球電磁線圈l1、l2、l3、光電門電路、開關(guān)K1、K2及R0，光電門電路通過調(diào)壓變阻器R0連接電源E，平拋球電磁線圈l1、水平球電磁線圈l2通過開關(guān)K1調(diào)壓變阻器R0同電源E連接。
專利摘要一種平拋運(yùn)動演示裝置，其特征在于底座(13)上裝置下豎板(17)、豎落球接槽(12)、平拋球接槽(15)，下豎板(17)聯(lián)接伸縮桿(4)外套管，伸縮桿(4)內(nèi)管聯(lián)接上豎板(23)，上豎板(23)一端部裝置平拋球電磁線圈l
文檔編號G09B23/00GK2531478SQ02216779
公開日2003年1月15日 申請日期2002年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月10日
發(fā)明者葉德利 申請人:葉德利