與力與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的物理實(shí)驗(yàn)套件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種物理實(shí)驗(yàn)套件，包括：多層塔和滑板，所述多層塔包括：底座、垂直地設(shè)置在所述底座上的兩個(gè)垂直壁、以及設(shè)置在所述兩個(gè)垂直壁頂端并將所述兩個(gè)垂直壁連接在一起的頂板；其中，所述兩個(gè)垂直壁上分別設(shè)置多個(gè)對(duì)應(yīng)的槽；且每一對(duì)所述槽對(duì)應(yīng)一個(gè)特定的角度；所述滑板包括底板，其中在所述底板的一端設(shè)置的兩個(gè)向外的突起，其適合于插入到所述兩個(gè)垂直壁上的所述槽中。本發(fā)明可應(yīng)用于與多種與力和運(yùn)動(dòng)有關(guān)的物理實(shí)驗(yàn)中。
【專利說明】與力與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的物理實(shí)驗(yàn)套件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種物理實(shí)驗(yàn)套件；特別地，涉及一種與力與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的物理實(shí)驗(yàn)套 件。

【背景技術(shù)】
[0002] 在物理學(xué)上，力與運(yùn)動(dòng)是不容易的課題。在學(xué)習(xí)力與運(yùn)動(dòng)的概念和相關(guān)理論時(shí)，讓 學(xué)生親手完成有關(guān)的實(shí)驗(yàn)并收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并基于所收集到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建構(gòu)物理概念和相 關(guān)理論是非常必要的。然而，由于現(xiàn)有的物理實(shí)驗(yàn)套件比較簡(jiǎn)陋，學(xué)生往往需要花費(fèi)很多時(shí) 間與精力來設(shè)置實(shí)驗(yàn)，而所獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的質(zhì)量有時(shí)也會(huì)比預(yù)期的差。這影響了學(xué)生對(duì) 力與運(yùn)動(dòng)的概念和相關(guān)理論的理解。因此，非常需要一種操作簡(jiǎn)單而測(cè)量精確度高的與力 與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的物理實(shí)驗(yàn)套件。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提出了一種物理實(shí)驗(yàn)套件，包括：多層塔 和滑板，所述多層塔包括：底座、垂直地設(shè)置在所述底座上的兩個(gè)垂直壁、以及設(shè)置在所述 兩個(gè)垂直壁頂端并將所述兩個(gè)垂直壁連接在一起的頂板；其中，所述兩個(gè)垂直壁上分別設(shè) 置多個(gè)對(duì)應(yīng)的槽；且每一對(duì)所述槽對(duì)應(yīng)一個(gè)特定的角度；所述滑板包括底板，其中在所述 底板的一端設(shè)置的兩個(gè)向外的突起，其適合于插入到所述兩個(gè)垂直壁上的所述槽中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0004] 下面，將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中：
[0005] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的物理實(shí)驗(yàn)套件的支架（即多層塔）的結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0006] 圖2是根據(jù)圖1所示的實(shí)施例的多層塔的放大了的垂直壁的示意圖；
[0007] 圖3是根據(jù)圖1所示的實(shí)施例的多層塔的垂直壁背面的示意圖；
[0008] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的滑板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009] 圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例多層塔與滑板安裝關(guān)系的示意圖；
[0010] 圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的滑板的突起安裝到多層塔的槽中的示意圖；
[0011] 圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的測(cè)力裝置的示意圖；
[0012] 圖8是根據(jù)一個(gè)本發(fā)明的實(shí)施例的測(cè)力裝置安裝到由多層塔和滑板形成的斜坡 上的示意圖；
[0013] 圖9是根據(jù)一個(gè)本發(fā)明的實(shí)施例的測(cè)力裝置安裝到多層塔的示意圖；
[0014] 圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光門的示意圖；
[0015] 圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的低摩擦力車的示意圖；
[0016] 圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光門安裝板的示意圖；
[0017] 圖13是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例通過光門安裝板將光門安裝到滑板的示意圖；
[0018] 圖14是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行彈簧實(shí)驗(yàn)的示意圖；
[0019] 圖15是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例探索不同材料所產(chǎn)生的摩擦力的物理實(shí)驗(yàn)裝置 的不意圖；
[0020] 圖16是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例探索沿著斜板的地心引力與斜度之間的關(guān)系的 物理實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖；
[0021] 圖17是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例探索車滑下斜板的速度與斜度之間的關(guān)系的物 理實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖；
[0022] 圖18是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例探索車滑下斜板的加速度與斜度之間的關(guān)系的 物理實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖；
[0023] 圖19是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例探索胡克定律的物理實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖；
[0024] 圖20是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例探索物體受到非常小的力時(shí)速度會(huì)如何改變的 物理實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖；
[0025] 圖21是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例探索彈性碰撞的物理實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖；以及
[0026] 圖22是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例探索非彈性碰撞的物理實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是 本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，與力與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的物理實(shí)驗(yàn)套件包括多個(gè)部件，包括 但不限于：（1)支架，或稱為多層塔；（2)滑板；（3)測(cè)力裝置，例如力傳感器；（4)光門；（5) 滑塊；（6)低摩擦力車；（7)光門安裝板；（8)彈簧；以及（9)吊架。
[0029] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的物理實(shí)驗(yàn)套件的支架(多層塔）的結(jié)構(gòu)示意圖。 如圖1所示，多層塔1〇〇包括底座101、垂直壁102和103、頂板104以及側(cè)板105。垂直壁 102和103垂直地設(shè)置在底座101上。頂板104設(shè)置在垂直壁102和103的頂端，并將垂直 壁102和103連接在一起。側(cè)板105設(shè)置在垂直壁102和103之間，并靠近頂板104。根 據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，底座101、垂直壁102和103、頂板104以及側(cè)板105可以是獨(dú)立部 件，它們經(jīng)固定而形成多層塔100 ;或者底座101、垂直壁102和103、頂板104以及側(cè)板105 中的二個(gè)或多個(gè)可以一體成形，以形成多層塔100。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，頂板104與側(cè)板105上都設(shè)有一個(gè)插孔1041和1051。
[0031] 垂直壁102和103上分別設(shè)置多個(gè)對(duì)應(yīng)的槽。每一對(duì)槽對(duì)應(yīng)一個(gè)特定的角度。這 些角度通過角度標(biāo)記106被標(biāo)記在垂直壁102和103上。例如，如圖1所示的槽201和202 對(duì)應(yīng)的角度是30度。
[0032] 圖2是根據(jù)圖1所示的實(shí)施例的多層塔的放大了的垂直壁的示意圖。圖2清楚地 示出垂直壁上的槽與角度標(biāo)記。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)垂直壁上一共有12個(gè)槽和 角度標(biāo)記。雖然在本實(shí)施例中，多層塔只有12個(gè)角度，即5°、10°、15°、20°、25°、30°、 35°、40°、45°、50°、55°和60° ;但是可以使用同樣的設(shè)計(jì)原理來擴(kuò)大它所能支持的角 度范圍。
[0033] 如圖2所示，每個(gè)槽包括第一部分203以及第二部分204,其中第一部分203和第 二部分204有著不同的角度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，第一部分203是水平的，而第二部 分204是向下傾斜的。
[0034] 圖3是根據(jù)圖1所示的實(shí)施例的多層塔的垂直壁背面的示意圖。如圖3所示，根 據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，多層塔的垂直壁的背面有高度標(biāo)記。圖3的右側(cè)清楚地顯示出了 放大的垂直壁背面上的高度標(biāo)記。這有利于高度測(cè)量。
[0035] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的滑板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4所示的滑板可以與圖 1所示的多層塔配合使用。
[0036] 如圖4所示，滑板400包括底板401和在底板兩側(cè)并高出底板的邊緣402和403。 底板401以及邊緣402和403形成一個(gè)滑槽404。底板401可以是由透明材料制成的扁平 長方形板。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，滑板400的底板401上設(shè)置中央孔405。在滑板400 的一端有兩個(gè)向外的突起406和407。突起406和407適合于插入到多層塔100的垂直壁 上的槽中。
[0037] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在滑板400的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)有安裝板或安裝區(qū)。圖4 中示出了安裝板408和409的一個(gè)實(shí)例。安裝板408和409設(shè)置在滑板400的兩側(cè)，并且 在不同位置上有多個(gè)安裝孔410。
[0038] 滑板可按照多層塔上預(yù)先設(shè)定的各個(gè)角度安裝到多層塔。圖5是根據(jù)本發(fā)明的一 個(gè)實(shí)施例多層塔與滑板安裝關(guān)系的示意圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的滑板的突起 安裝到多層塔的槽中的示意圖。如圖5和6所示，多層塔100被放置在水平的桌面上，滑板 400以某個(gè)角度(例如30° )傾斜安裝到多層塔100。其中，滑板400的突起406和407分 別安裝到多層塔100的槽201和202中。
[0039] 如圖6所示，以突起407和槽201為例，滑板帶有突起407的一端對(duì)準(zhǔn)多層塔的兩 個(gè)垂直壁上標(biāo)記30°的槽201 ;然后，將突起處407推入槽201的第一部分203,再將它移 進(jìn)到第二部分204 ;最后，讓突起407停留在槽201的底部。因?yàn)椴?01的第一部分和第二 部分有著不同的角度，所以突起407不會(huì)脫離槽201，從而實(shí)現(xiàn)滑板400與多層塔100的安 裝。
[0040] 由此，本發(fā)明的多層塔100和滑板400形成了在力與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的物理實(shí)驗(yàn)中最常 使用到的斜坡配置，從而可以方便地完成多種不同的物理實(shí)驗(yàn)；而且斜坡的角度和高度都 非常容易測(cè)量。
[0041] 圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的測(cè)力裝置的示意圖。如圖7所示，測(cè)力裝置700 可以是一個(gè)力傳感器，其包括殼體701以及其內(nèi)部的測(cè)量裝置（圖中未示出）。測(cè)力裝置700 包括一個(gè)掛鉤702。測(cè)量裝置測(cè)量掛鉤702上的拉力，并將拉力的大小顯示在殼體701上安 裝的顯示屏703上。測(cè)力裝置701可以通過電源線或者內(nèi)部的電池獲得能源。
[0042] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，測(cè)力裝置700的殼體701上包括一個(gè)通孔704。安裝棒 705可以穿過殼體701上的通孔704。安裝棒705的一端具有螺紋，可以安裝到對(duì)應(yīng)的中央 孔405或插孔1051中。
[0043] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，測(cè)力裝置700的殼體701上包括一個(gè)安裝孔706。
[0044] 圖8是根據(jù)一個(gè)本發(fā)明的實(shí)施例的測(cè)力裝置安裝到由多層塔和滑板形成的斜坡 上的示意圖。如圖8所示，安裝棒705穿過測(cè)力裝置700殼體701上的通孔704,旋入滑板 400的中央孔405中，從而實(shí)現(xiàn)了測(cè)力裝置700的固定。
[0045] 圖9是根據(jù)一個(gè)本發(fā)明的實(shí)施例的測(cè)力裝置安裝到多層塔的示意圖。如圖9所 示，安裝棒705穿過測(cè)力裝置700殼體701上的通孔704,旋入多層塔100的側(cè)板105的插 孔1051中；而螺絲706穿過多層塔100的頂板104的插孔1041，旋入測(cè)力裝置700的殼體 701上的安裝孔中，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)力裝置與多層塔之間的固定。
[0046] 圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光門的示意圖。如圖10所示，光門1000包括 彼此相對(duì)的第一門柱1001和第二門柱1002。門梁1003將第一門柱1001和第二門柱1002 連接，形成光門的基本結(jié)構(gòu)。
[0047] 光門的其中一個(gè)門柱1002內(nèi)側(cè)設(shè)有紅外發(fā)射單元1004,而另一內(nèi)側(cè)則設(shè)有紅外 接收單元(未示出）。光門可以通過有線或無線的方式連接到數(shù)據(jù)采集器和數(shù)據(jù)處理裝置。 光門可用來探測(cè)是否有物體穿過它。如果有物體穿過，與光門連接的數(shù)據(jù)采集器和數(shù)據(jù)處 理裝置可計(jì)算出物體的速度。如果把2個(gè)光門并排設(shè)置，與2個(gè)光門分別連接的數(shù)據(jù)采集 器和數(shù)據(jù)處理裝置除了能計(jì)算出物體穿過各個(gè)光門時(shí)的速度外，也可計(jì)算出物體穿過這2 個(gè)光門的加速度。
[0048] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，光門的其中一個(gè)門柱1003的外側(cè)設(shè)有安裝孔1005。通 過將適當(dāng)?shù)穆萁z插入安裝孔1005便可將光門固定在適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> [0049] 圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的低摩擦力車的示意圖。如圖11所示，低摩擦 力車1100包括車體1101和車輪1102。根據(jù)發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)?shù)湍Σ亮?100運(yùn)行 在滑板400上時(shí)，車輪1102與滑板400之間的滑動(dòng)摩擦力非常小。低摩擦力車1100車體 1101帶有一個(gè)掛鉤1103。
[0050] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，低摩擦力車1100車體1101的上表面上設(shè)有多個(gè)安裝 孔1104。不透明的桿1105可以安裝到任何一個(gè)安裝孔1104中。當(dāng)桿1105通過光門時(shí)，其 可以被光門感知。
[0051] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，低摩擦力車1100車體1101與掛鉤1103相對(duì)的另一面 上設(shè)有安裝孔1106,其可讓高彈性保險(xiǎn)桿1110的插入部1113插入。高彈性保險(xiǎn)桿1110由 一個(gè)金屬條1111以及手柄1112組合而成。握著手柄1112就可將保險(xiǎn)桿插入低摩擦力車 1100中或者從低摩擦力車1100拆出，而不會(huì)被金屬條1111割傷。
[0052] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，低摩擦力車1100車體1101與掛鉤1103相對(duì)的另一面 上設(shè)有尼龍搭扣1107。
[0053] 圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光門安裝板的示意圖。圖13是根據(jù)本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施例通過光門安裝板將光門安裝到滑板的示意圖。
[0054] 如圖12所示，光門安裝板1200包括方形板體1201。板體1201上設(shè)有平槽1202， 其上開有多個(gè)光門安裝孔1203。適當(dāng)?shù)穆萁z1205可以穿過光門安裝板1200的任意一個(gè)光 門安裝孔1203,然后旋入到光門1000的安裝孔1005中，從而將光門固定在光門安裝板的適 當(dāng)?shù)奈恢?。光門安裝板1200的板體1201的下方設(shè)有多個(gè)滑板安裝孔1204。適當(dāng)?shù)穆萁z 1206可以穿過光門安裝板1200的任意一個(gè)滑板安裝孔1204,然后旋入到滑板400的安裝 孔410中，從而將光門安裝板固定在滑板400的適當(dāng)?shù)奈恢?。從圖13可以看出，利用光門 安裝板1200,光門1000可以容易地被固定到滑板400上。
[0055] 圖14是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行彈簧實(shí)驗(yàn)的示意圖。如圖14所示，測(cè)力裝 置700按照如圖9所示的方式安裝到了多層塔100上。螺旋彈簧1401可以掛在已固定在 多層塔的測(cè)力裝置700的掛鉤上。吊架1402可掛在螺旋彈簧1401上。吊架上可放入一個(gè) 或多個(gè)例如金屬圓盤形狀的砝碼1403,以在螺旋彈簧上施加更大的力。
[0056] 以下通過本發(fā)明的與力和運(yùn)動(dòng)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)套件可以完成的物理實(shí)驗(yàn)的具體實(shí)例 進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0057] 實(shí)施例1 :探索不同材料所產(chǎn)牛的靡擦力
[0058] 圖15是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例探索不同材料所產(chǎn)生的摩擦力的物理實(shí)驗(yàn)裝置 的示意圖。要探索不同材料所產(chǎn)生的摩擦力，在本實(shí)施例中需使用多層塔，滑板，以及具有 4個(gè)不同表面的長方形木塊。
[0059] 如圖15所示，具體實(shí)驗(yàn)步驟包括：
[0060] 1. 1將滑板斜放5° (最小的斜度)，然后將木塊以不同表面輪流放置在斜板上（圖 15顯示木塊的其中一個(gè)表面放置在滑板上）；
[0061] 1. 2觀察并記錄下這4種不同表面放置在斜板時(shí)，木塊是否滑下；
[0062] 1.3將板的斜度增加5°。觀察并記錄下在4種不同表面下，木塊是否滑下；
[0063] 1. 4重復(fù)上一個(gè)步驟直至木塊在4種表面下都能滑下；
[0064] 1. 5從木塊的各個(gè)表面在什么斜度開始滑下斜板，就能得知這4種表面的相對(duì)摩 擦力。
[0065] 實(shí)施例2 :探索沿著斜板的地心引力與斜度之間的關(guān)系
[0066] 圖16是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例探索沿著斜板的地心引力與斜度之間的關(guān)系的 物理實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖。要探索沿著斜板的地心引力與斜度之間的關(guān)系，本實(shí)施例需使用 多層塔，滑板，測(cè)力裝置，以及低摩擦力車。
[0067] 如圖16所示，具體實(shí)驗(yàn)步驟包括：
[0068] 2. 1用安裝棒將測(cè)力裝置固定在滑板上。
[0069] 2. 2將滑板斜放5° (最小的斜度)。然后，把車放置在斜板上，并鉤掛在測(cè)力裝置 上；
[0070] 2. 3記錄下測(cè)力裝置所測(cè)量的力讀數(shù)；
[0071] 2. 4逐步將斜度增加5°，直到一個(gè)相當(dāng)大的角度，比如說50°。記錄下每個(gè)斜度 的力讀數(shù)；
[0072] 2. 5根據(jù)在上一個(gè)步驟所獲取的數(shù)據(jù)能確定所要探索的關(guān)系。
[0073] 實(shí)施例3 :探索沿著斜板的地心引力與物體質(zhì)量之間的關(guān)系
[0074] 要探索沿著斜板的地心引力與物體質(zhì)量之間的關(guān)系，本實(shí)施例需使用多層塔，滑 板，測(cè)力裝置，安裝棒，和低摩擦力車。
[0075] 按照?qǐng)D16類似的方式，具體實(shí)驗(yàn)步驟包括：
[0076] 3. 1用安裝棒將測(cè)力裝置固定在滑板上。
[0077] 3. 2將滑板斜放某一角度，比如說30° ;然后，把車放置在滑板上，并掛在測(cè)力裝置 上；
[0078] 3. 3記錄下測(cè)力裝置所測(cè)量的力讀數(shù)；
[0079] 3. 4把金屬圓盤一個(gè)接一個(gè)的穿過不透明桿以放置在車上。每放入一個(gè)金屬圓盤， 就記錄下力的讀數(shù)。
[0080] 3. 5根據(jù)在上一個(gè)步驟所獲取的數(shù)據(jù)能確定所要探索的關(guān)系。
[0081] 實(shí)施例4 :探索車滑下斜板的諫度與斜度之間的關(guān)系
[0082] 圖17是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例探索車滑下斜板的速度與斜度之間的關(guān)系的物 理實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖。要探索車滑下斜板的速度與斜度之間的關(guān)系，本實(shí)施例需使用多層 塔，滑板，光門，光門安裝板和低摩擦力車。
[0083] 如圖17所示，具體實(shí)驗(yàn)步驟包括：
[0084] 4. 1用螺絲將光門固定在滑板側(cè)面；
[0085] 4. 2將滑板斜放5° (最小的角度)。然后，將車放置在滑板上；
[0086] 4. 3釋放車子以讓它滑下斜板。當(dāng)車的不透明桿穿過光門時(shí)，便可計(jì)算出車速。記 錄下車速。
[0087] 4. 4逐步將斜度增加5°，直到一個(gè)相當(dāng)大的角度，比如說50°。記錄下每個(gè)斜度 的車速；
[0088] 4. 5根據(jù)在上一個(gè)步驟所獲取的數(shù)據(jù)能確定所要探索的關(guān)系。
[0089] 實(shí)施例5 :探索車滑下斜板的加諫度與斜度之間的關(guān)系
[0090] 圖18是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例探索車滑下斜板的加速度與斜度之間的關(guān)系的 物理實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖。要探索車滑下斜板的加速度與斜度之間的關(guān)系，本實(shí)施例使用多 層塔，滑板，2個(gè)光門，2個(gè)光門安裝板和低摩擦力車。
[0091] 如圖18所示，具體實(shí)驗(yàn)步驟包括：
[0092] 5. 1用螺絲將2個(gè)光門固定在滑板側(cè)面；
[0093] 5. 2將滑板斜放5° (最小的角度）；然后，將車子放置在滑板上；
[0094] 5. 3釋放車子以讓它滑下斜板。車的不透明桿穿過2個(gè)光門后，便可計(jì)算出車的加 速度。記錄下這加速度。
[0095] 5. 4逐步將斜度增加5°，直到一個(gè)相當(dāng)大的角度，比如說50°。記錄下每個(gè)斜度 的車的加速度。
[0096] 5. 5根據(jù)上一個(gè)步驟所獲取的數(shù)據(jù)能確定所要探索的關(guān)系。
[0097] 實(shí)施例6 :探索胡克定律
[0098] 圖19是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例探索胡克定律的物理實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖。要探 索螺旋彈簧所受的力與彈簧伸長量之間的關(guān)系，即胡克定律，本實(shí)施例需使用多層塔，滑 板，測(cè)力裝置，螺旋彈簧，物塊吊架。
[0099] 如圖19所示，具體實(shí)驗(yàn)步驟包括：
[0100] 6. 1用安裝棒與螺絲將測(cè)力裝置固定在多層塔上；
[0101] 6. 2將彈簧掛在測(cè)力裝置上，再把物塊吊架掛在彈簧上。
[0102] 6. 3然后，記錄下力的讀數(shù)與彈簧的伸長量；可使用多層塔垂直壁背后的高度標(biāo) 記來計(jì)算彈簧的伸長量。
[0103] 6. 4將金屬圓盤一個(gè)接一個(gè)的加入物塊吊架，并記錄下力的讀數(shù)與彈簧的伸長量。
[0104] 6. 5根據(jù)在上一個(gè)步驟所獲取的數(shù)據(jù)能驗(yàn)證胡克定律。
[0105] 實(shí)施例7 :探索物體夸到非常小的力時(shí)，其諫度會(huì)如何改奪
[0106] 圖20是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例探索物體受到非常小的力時(shí)速度會(huì)如何改變的 物理實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖。要探索物體受到非常小的力時(shí)，其速度如何改變，本實(shí)施例需使用 滑板，2個(gè)光門，2個(gè)光門安裝板和低摩擦力車。
[0107] 如圖20所示，具體實(shí)驗(yàn)步驟包括：
[0108] 7. 1用螺絲將2個(gè)光門固定在滑板側(cè)面；
[0109] 7. 2把滑板放置在平面上；
[0110] 7. 3輕輕的將車推向那兩個(gè)光門；
[0111] 7. 4當(dāng)車的不透明桿穿過某個(gè)光門時(shí)，便可計(jì)算出車在那個(gè)光門的速度；
[0112] 7. 5實(shí)際上，車所受的摩擦力非常小。因此，在比較車在穿過2個(gè)光門的速度后，便 能得知物體受到非常小的力時(shí)，其速度會(huì)如何改變。
[0113] 實(shí)施例8 :探索彈件碰搐
[0114] 圖21是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例探索彈性碰撞的物理實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖。要探 索在彈性碰撞時(shí)動(dòng)量是否守恒，本實(shí)施例需使用滑板，2個(gè)光門，2個(gè)光門安裝板和2個(gè)配有 高彈性保險(xiǎn)桿的低摩擦力車。
[0115] 如圖21所示，具體實(shí)驗(yàn)步驟包括：
[0116] 8. 1如圖21所示，將各部件設(shè)置在平面上。
[0117] 8. 2輕輕的將車1 (左邊的車）推向車2 (右邊的車）；
[0118] 8. 3當(dāng)車1的不透明桿穿過光門1時(shí)，便可計(jì)算出其車速；
[0119] 8. 4因?yàn)橛懈邚椥员ｋU(xiǎn)杠，當(dāng)車1撞上車2時(shí)，車1會(huì)停止前進(jìn)，而車2會(huì)向前移 動(dòng)；
[0120] 8. 5當(dāng)車2的不透明桿穿過光門2時(shí)，便可計(jì)算出其車速；
[0121] 8.6將車1與2放回原位；然后，再將車1推向車2,并且測(cè)量這兩輛車的各別速 度。
[0122] 8. 7重復(fù)以上步驟數(shù)次，并測(cè)量車1與2的各自速度。
[0123] 8. 8最后，測(cè)量車1與2的質(zhì)量。
[0124] 8. 9根據(jù)在上兩個(gè)步驟所獲取的車速與質(zhì)量數(shù)據(jù)探索在彈性碰撞中，車1的動(dòng)量 (在穿過光門1時(shí)）與車2的動(dòng)量(在穿過光門2時(shí)）有多接近。
[0125] 實(shí)施例9 :探索非彈件碰搐
[0126] 圖22是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例探索非彈性碰撞的物理實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖。要 探索在非彈性碰撞時(shí)動(dòng)量是否守恒，本實(shí)施例需使用滑板，2個(gè)光門，2個(gè)光門安裝板和2個(gè) 低摩擦力車。
[0127] 如圖22所示，具體實(shí)驗(yàn)步驟包括：
[0128] 9. 1如圖22所示，將各部件設(shè)置在平面上。
[0129] 9. 2輕輕的將車1 (左邊的車）推向車2 (右邊的車）；
[0130] 9. 3當(dāng)車1的不透明桿穿過光門1時(shí)，便可計(jì)算出其車速；
[0131] 9.4由于兩車的旁邊都貼上尼龍搭扣，當(dāng)車1撞上車2時(shí)，車1便會(huì)粘上車2。隨 后，兩輛車會(huì)一齊向前移動(dòng)；
[0132] 9. 5當(dāng)車2的不透明桿穿過光門2時(shí)，便可計(jì)算出其車速；
[0133] 9. 6將車1與2放回原位。然后，再將車1推向車2,并測(cè)量它們的速度。
[0134] 9. 7重復(fù)以上步驟數(shù)次，并測(cè)量車1與2的各別速度。
[0135] 9. 8最后，測(cè)量車1與2的質(zhì)量。
[0136] 9. 9根據(jù)在上兩個(gè)步驟所獲取的車速與質(zhì)量數(shù)據(jù)探索在非彈性碰撞中，車1的動(dòng) 量(在穿過光門1時(shí)）與車2的動(dòng)量(在穿過光門2時(shí)）有多接近。
[0137] 實(shí)施例10 :探索牛頓第二定律
[0138] 要探索力與加速度之間的關(guān)系(牛頓第二定律)，本實(shí)施例需使用多層塔，滑板，測(cè) 力裝置，2個(gè)光門，2個(gè)光門安裝板和低摩擦力車。
[0139] 具體實(shí)驗(yàn)步驟包括：
[0140] 10. 1如圖16所不設(shè)置好各部件，并測(cè)量車子在5個(gè)不同斜度所受的力。
[0141] 10. 2如圖18所示設(shè)置好各部件，并測(cè)量車在上一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟所使用的5個(gè)斜度的 加速度。
[0142] 10. 3可從力對(duì)加速度的曲線圖驗(yàn)證牛頓第二定律。
[0143] 10. 4接著，測(cè)量車的質(zhì)量。
[0144] 10. 5根據(jù)牛頓第二定律，車的質(zhì)量讀數(shù)應(yīng)接近力對(duì)加速度曲線圖的斜率。
[0145] 上述實(shí)施例僅供說明本發(fā)明之用，而并非是對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的普 通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此，所有等同 的技術(shù)方案也應(yīng)屬于本發(fā)明公開的范疇。
【權(quán)利要求】
1. 一種物理實(shí)驗(yàn)套件，包括：多層塔和滑板， 所述多層塔包括：底座、垂直地設(shè)置在所述底座上的兩個(gè)垂直壁、以及設(shè)置在所述兩個(gè) 垂直壁頂端并將所述兩個(gè)垂直壁連接在一起的頂板；其中，所述兩個(gè)垂直壁上分別設(shè)置多 個(gè)對(duì)應(yīng)的槽；且每一對(duì)所述槽對(duì)應(yīng)一個(gè)特定的角度； 所述滑板包括底板，其中在所述底板的一端設(shè)置的兩個(gè)向外的突起，其適合于插入到 所述兩個(gè)垂直壁上的所述槽中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理實(shí)驗(yàn)套件，其中所述多層塔進(jìn)一步包括側(cè)板，其設(shè)置在 所述兩個(gè)垂直壁之間，并靠近所述頂板。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理實(shí)驗(yàn)套件，其中所述多層塔的所述槽包括第一部分以及 第二部分，其中所述第一部分和所述第二部分有著不同的角度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的物理實(shí)驗(yàn)套件，其中所述多層塔的所述槽的所述第一部分是 水平的，而所述第二部分是向下傾斜的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理實(shí)驗(yàn)套件，其中所述多層塔的至少一個(gè)所述垂直壁的背 面設(shè)有高度標(biāo)記。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理實(shí)驗(yàn)套件，其中所述滑板的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)有安裝板或安 裝區(qū)，并且在所述安裝板或安裝區(qū)的不同位置上有多個(gè)安裝孔。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理實(shí)驗(yàn)套件，其進(jìn)一步包括測(cè)力裝置，其包括：殼體、殼體 內(nèi)部的測(cè)量裝置、伸出殼體外的掛鉤和殼體表面上的顯示屏；其中，所述測(cè)量裝置測(cè)量所述 掛鉤上的拉力或推力，并將拉力或推力的大小顯示在所述顯示屏上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的物理實(shí)驗(yàn)套件，其中所述測(cè)力裝置的所述殼體包括通孔，其 可容納一端具有螺紋的安裝棒穿過。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的物理實(shí)驗(yàn)套件，所述滑板的所述底板上設(shè)有中央孔，所述安 裝棒適合穿過所述測(cè)力裝置所述殼體上的所述通孔，旋入所述滑板的所述中央孔中。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的物理實(shí)驗(yàn)套件，所述多層塔的側(cè)板上設(shè)有安裝孔，所述多層 塔的頂板上設(shè)有插孔，所述測(cè)力裝置的所述殼體上設(shè)有安裝孔；其中所述安裝棒適于穿過 所述測(cè)力裝置所述殼體上的所述通孔，旋入所述多層塔的側(cè)板的安裝孔中；螺絲適合穿過 所述多層塔的頂板的插孔，旋入所述測(cè)力裝置所述殼體上的所述安裝孔中。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理實(shí)驗(yàn)套件，進(jìn)一步包括光門，其包括彼此相對(duì)的第一門 柱和第二門柱；所述光門的其中一個(gè)門柱內(nèi)側(cè)設(shè)有紅外發(fā)射單元，而另一門柱內(nèi)側(cè)設(shè)有紅 外接收單元。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的物理實(shí)驗(yàn)套件，其中所述光門的其中一個(gè)門柱的外側(cè)設(shè)有 安裝孔。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的物理實(shí)驗(yàn)套件，進(jìn)一步包括光門安裝板，其包括板體；所述 板體上方開有多個(gè)光門安裝孔；所述板體的下方設(shè)有多個(gè)滑板安裝孔。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理實(shí)驗(yàn)套件，其中進(jìn)一步包括低摩擦力車，其包括車體和 車輪，其中當(dāng)所述低摩擦力車運(yùn)行在處于水平狀態(tài)的所述滑板上時(shí)，運(yùn)行50厘米后車速降 低少于2%。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的物理實(shí)驗(yàn)套件，其中所述低摩擦力車所述車體的上表 面上設(shè)有多個(gè)安裝孔，可被所述光門感知的不透明的桿適合于安裝到任何一個(gè)所述安裝孔 中。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的物理實(shí)驗(yàn)套件，其中所述低摩擦力車上設(shè)有安裝孔，高彈 性保險(xiǎn)桿適合于安裝到所述安裝孔中。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的物理實(shí)驗(yàn)套件，其中所述高彈性保險(xiǎn)桿包括金屬條以及 手柄；所述手柄適合于被握持而將保險(xiǎn)桿插入所述低摩擦力車中或者從所述低摩擦力車拆 出。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的物理實(shí)驗(yàn)套件，其中所述低摩擦力車上設(shè)有尼龍搭扣。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理實(shí)驗(yàn)套件，其進(jìn)一步包括彈簧和吊架。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的物理實(shí)驗(yàn)套件，其進(jìn)一步包括多個(gè)適合于安裝到所述吊架 和所述低摩擦力車上的重物。
【文檔編號(hào)】G09B23/10GK104112382SQ201310141643
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月22日
【發(fā)明者】陳家才, 賀國強(qiáng) 申請(qǐng)人:艾迪技術(shù)創(chuàng)新私人有限公司