本實用新型主要涉及一種運動力學(xué)實驗裝置。

背景技術(shù)：

勻變速運動和牛頓第二定律的實驗驗證是高中物理教學(xué)的難點，通常只能在課堂上進(jìn)行口述實驗，造成了教學(xué)的抽象，傳授知識太死板，使學(xué)生對有關(guān)的現(xiàn)象、概念和規(guī)律的理解感到困難。目前學(xué)校實驗通常采用打點計數(shù)器、紙帶等器材來驗證勻變速直線運動的規(guī)律，但是該方法難以測量，不便于計算，且不能探究影響勻加速直線運動的加速度的因素，無法演示加速度與力、質(zhì)量和斜面傾角的關(guān)系。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供了一種運動力學(xué)實驗裝置。

本實用新型所采用的技術(shù)方案是：

一種運動力學(xué)實驗裝置，包括底座和操作臺，所述底座和操作臺之間上連接有第一支桿、第二支桿和電動推桿，所述第一支桿和第二支桿的一端分別與底座固定連接，所述第一支桿和第二支桿的另一端分別與操作臺的底部右端轉(zhuǎn)動連接；所述電動推桿的一端與底座轉(zhuǎn)動連接，所述電動推桿的另一端與操作臺的底部左端轉(zhuǎn)動連接，通過電動推桿來調(diào)節(jié)操作臺的傾斜角度；所述操作臺上設(shè)有導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌上放置有小車；所述操作臺上還設(shè)有兩個支架，分別為第一支架和第二支架，所述第一支架和第二支架之間設(shè)有控制裝置；所述操作臺的前端連接有滑輪，所述操作臺的后端通過轉(zhuǎn)軸鉸接有限位板，所述限位板上設(shè)有擋板，所述擋板上安裝有緩沖彈簧；所述底座上設(shè)有電源裝置和電機裝置，所述電機裝置包括電機和卷筒，所述卷筒通過傳動軸與電機相連，所述卷筒上纏繞有細(xì)繩，所述細(xì)繩的另一端繞過滑輪與小車相連；所述電機和電動推桿均與電源裝置相連。

進(jìn)一步的，所述第一支架和第二支架上均設(shè)有矩形槽，矩形槽內(nèi)放置有光敏電阻，所述第一支架和第二支架的頂端均安裝有攝像頭，所述控制裝置上設(shè)有顯示屏和電子表，所述光敏電阻與電子表相連，所述電子表上設(shè)有通斷開關(guān)和回零開關(guān)；所控制裝置內(nèi)設(shè)有無線接收器和控制器，所述顯示屏、無線接收器和攝像頭均與控制器相連。

進(jìn)一步的，所述電源裝置內(nèi)設(shè)有蓄電池和調(diào)速器，所述電源裝置上設(shè)有第一控制開關(guān)、第二控制開關(guān)、第三控制開關(guān)和第四控制開關(guān)，所述第一控制開關(guān)的一端連接蓄電池，另一端分別連接第二控制開關(guān)、第三控制開關(guān)和第四控制開關(guān)；所第二控制開關(guān)的另一端與電動 推桿相連，所述第三控制開關(guān)的另一端與電機相連，所述第四控制開關(guān)的另一端與調(diào)速器相連。

進(jìn)一步的，所述小車包括車身，所述車身的前端和后端分別設(shè)有支架，所述支架的兩側(cè)連接有車輪；所述車身上設(shè)有兩個圓形的凹槽；所述車身上還裝有一個小燈泡；所述車身的前端連接有拉力傳感器，所述拉力傳感器連接有無線發(fā)送器。

進(jìn)一步的，所述操作臺上設(shè)有USB接口。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：

本實用新型能夠更直觀演示影響勻加速直線運動的加速度的因素，通過該裝置的操作能夠更準(zhǔn)確獲得加速度與力、質(zhì)量和斜面傾角的關(guān)系，可以讓實驗現(xiàn)象與理論分析完美相符。

附圖說明

圖1是本實用新型的正常狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本實用新型的傾斜狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖；

圖3是電源裝置內(nèi)部電路連接圖；

其中，1.底板，2.操作臺，3.導(dǎo)軌，4.小車，5.電動推桿，6.第一支桿，7.第二支桿，8.限位板，9.擋板，10.緩沖彈簧，11.控制裝置，12.電子表，13.顯示屏，14.通斷開關(guān)，15.回零開關(guān)，16.第一支架，17.第二支架，18.攝像頭，19.電源裝置，20.電機，21.卷筒，22.細(xì)繩，23.小燈泡，24.凹槽，25.拉力傳感器，26.USB接口，27.滑輪，28.蓄電池，29.調(diào)速器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)一步說明。

如圖1所示，一種運動力學(xué)實驗裝置，包括底座1和操作臺2，所述底座1和操作臺2之間上連接有第一支桿6、第二支桿7和電動推桿8；所述操作臺2上設(shè)有導(dǎo)軌3，所述導(dǎo)軌3上放置有小車4，所述小車4包括車身，所述車身的前端和后端分別設(shè)有支架，所述支架的兩側(cè)連接有車輪；所述車身上設(shè)有兩個圓形的凹槽24，所示凹槽24用于放置砝碼；所述車身上還裝有一個小燈泡23；所述車身的前端連接有拉力傳感器25，所述拉力傳感器25連接有無線發(fā)送器；

所述操作臺2上還設(shè)有兩個支架，分別為第一支架16和第二支架17，所述第一支架16和第二支架17上均設(shè)有矩形槽，矩形槽內(nèi)放置有光敏電阻，所述第一支架16和第二支架17的頂端均安裝有攝像頭18；所述第一支架16和第二支架17之間設(shè)有控制裝置11，所述控制裝置11上設(shè)有顯示屏13和電子表12，所述光敏電阻與電子表12相連，所述電子表12上設(shè) 有通斷開關(guān)14和回零開關(guān)15；所述控制裝置11內(nèi)設(shè)有無線接收器和控制器，所述顯示屏13、無線接收器和攝像頭18均與控制器相連；所述操作臺2上設(shè)有USB接口26；

所述操作臺2的前端連接有滑輪27，所述操作臺2的后端通過轉(zhuǎn)軸鉸接有限位板8，所述限位板8上設(shè)有擋板9，所述擋板9上安裝有緩沖彈簧10；所述底座1上設(shè)有電源裝置19和電機裝置，所述電機裝置包括電機20和卷筒21，所述卷筒21通過傳動軸與電機20相連，所述卷筒21上纏繞有細(xì)繩22，所述細(xì)繩22的另一端繞過滑輪27與小車上的拉力傳感器25相連；所述電機20和電動推桿5均與電源裝置19相連。

如圖2所示，所述第一支桿6和第二支桿7的一端分別與底座1固定連接，所述第一支桿6和第二支桿7的另一端分別與操作臺2的底部右端轉(zhuǎn)動連接；所述電動推桿5的一端與底座1轉(zhuǎn)動連接，所述電動推桿5的另一端與操作臺2的底部左端轉(zhuǎn)動連接，通過電動推桿5來調(diào)節(jié)操作臺2的傾角。

如圖3所示，所述電源裝置19內(nèi)設(shè)有蓄電池28和調(diào)速器29，所述電源裝置上設(shè)有第一控制開關(guān)K1、第二控制開關(guān)K2、第三控制開關(guān)K3和第四控制開關(guān)K4，所述第一控制開關(guān)K1的一端連接蓄電池28，另一端分別連接第二控制開關(guān)K2、第三控制開關(guān)K3和第四控制開關(guān)K4；所第二控制開關(guān)K2的另一端與電動推桿5相連，所述第三控制開關(guān)K3的另一端與電機20相連，所述第四控制開關(guān)K4的另一端與調(diào)速器29相連。

其具體實施方式為：

演示加速度與力的關(guān)系：

首先，測量操作臺2上第一支架16和第二支架17的距離、第一支架16與操作臺2的左端和第二支架17之間與操作臺2的右端的距離。把小車4放置在操作臺2的右端，將卷筒21上纏繞的細(xì)繩22的另一端繞過滑輪27與小車上的拉力傳感器25相連，閉合電源裝置19上的第一控制開關(guān)K1、第三控制開關(guān)K3和第四控制開關(guān)K4，電機20將帶動卷筒21轉(zhuǎn)動，卷筒21帶動小車4沿直線向前加速運動，通過控制裝置上的電子表12讀出小車4經(jīng)過第一支架16和第二支架17的時間，求得對應(yīng)的加速度，通過顯示屏13讀出拉力的大小。再通過調(diào)速器29改變電機20的轉(zhuǎn)速，讓小車4從操作臺2的右端由靜止向前加速運動，測出所對應(yīng)的加速度和拉力，獲得加速度與拉力的關(guān)系。

演示加速度與小車質(zhì)量的關(guān)系：

把小車4放置在操作臺2的右端，將卷筒21上纏繞的細(xì)繩的另一端繞過滑輪27與小車上的拉力傳感器25相連，閉合電源裝置19上的第一控制開關(guān)K1和第三控制開關(guān)K3，電機20將帶動卷筒21轉(zhuǎn)動，卷筒21帶動小車4沿直線向前加速運動，通過控制裝置上的電子表 12讀出小車經(jīng)過第一支架16和第二支架17的時間，求得對應(yīng)的加速度，通過顯示屏13讀出拉力的大小。再次在小車的凹槽24內(nèi)放置砝碼，讓小車4從操作臺2的右端由靜止向前加速運動，測出所對應(yīng)的加速度和拉力，獲得加速度與小車質(zhì)量的關(guān)系。

演示加速度與斜面傾角的關(guān)系：

閉合電源裝置上的第一控制開關(guān)K1和第二控制開關(guān)K2，通過電動推桿5調(diào)節(jié)操作臺2的傾斜高度，將限位板8移動到水平面上，將小車4從操作臺2的左端釋放，使小車4沿一定傾斜角度的操作臺向下加速運動，通過電子表12分別讀出小車經(jīng)過第一支架16和第二支架17的時間，求得對應(yīng)的加速度；再次改變操作臺2的傾斜高度，讓小車4從操作臺2的左端由靜止向下加速滑動，分別測出對應(yīng)的加速度，通過比較不同傾斜高度的加速度值，獲得加速度與斜面傾斜角的關(guān)系。

上述雖然結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式進(jìn)行了描述，但并非對本實用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。