本實(shí)用新型涉及一種物理教學(xué)用實(shí)驗(yàn)裝置，具體涉及一種智能機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)裝置，屬于教學(xué)輔助用具技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)(或者不受其他外力的作用下），物體系統(tǒng)的動(dòng)能和勢能（包括重力勢能和彈性勢能）發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變，即機(jī)械能守恒定律。

目前，在機(jī)械能守恒定律的教學(xué)過程中，為了讓學(xué)生加深理解和記憶該定律，老師通常采用機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行演示。然而，現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)裝置組裝麻煩，測量誤差比較大，操作要求高，容易導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。

中國申請?zhí)枮?014102338934，名稱為“一種機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)裝置”的發(fā)明專利公開了一種實(shí)驗(yàn)裝置，但其存在以下缺陷：

第一，端鉤控制擺錘釋放，容易發(fā)生打滑，且手動(dòng)操作會(huì)發(fā)生延時(shí)現(xiàn)象，從而降低本裝置的精確度。

第二，擋塊鎖止擺錘，容易發(fā)生撞擊刮擦，降低裝置的使用壽命。

第三，由于機(jī)械阻力存在導(dǎo)致機(jī)械能損失，該裝置擋光片固定在刻度板上，擋光片的大小位置均為恒定值，同一誤差重復(fù)出現(xiàn)，不利于后期機(jī)械矯正。

因此，為解決上述技術(shù)問題，確有必要提供一種新型的智能機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的所述缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種擋光參數(shù)可控的智能機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)裝置，其具有實(shí)驗(yàn)結(jié)果客觀，數(shù)據(jù)精度高、誤差小等特點(diǎn)。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式如下：

一種智能機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)裝置，包括底座、立桿、刻度板、擺桿、光電門傳感球、釋放裝置、數(shù)據(jù)處理器以及數(shù)據(jù)采集器；其中，所述立桿豎直安裝于底座上；所述刻度板豎直安裝于底座的一側(cè)，其上設(shè)有弧形的滑槽，所述滑槽內(nèi)設(shè)有若干滑塊，各滑塊的下方標(biāo)注有高度刻度結(jié)構(gòu)；所述擺桿一端樞接于立桿上，另一端安裝有所述光電門傳感器；所述光電門傳感球夾持在刻度板上，其能經(jīng)過所述滑塊，并和數(shù)據(jù)處理器電性連接；所述釋放裝置設(shè)置在刻度板的上部，其能吸附和釋放所述光電門傳感球；所述數(shù)據(jù)采集器和數(shù)據(jù)處理器電性連接，并采集數(shù)據(jù)；所述滑槽包括兩個(gè)上下對應(yīng)的滑軌，所述滑槽的滑軌內(nèi)壁設(shè)置有弧形槽。所述滑塊上下設(shè)置有凸起，所述凸起與滑槽的滑軌適配；所述凸起的側(cè)邊設(shè)置有凹榫，所述凹榫內(nèi)設(shè)置有滑珠，所述滑珠與凹榫底部通過彈簧連接，所述滑珠與弧形槽適配（數(shù)量和形狀）。

在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，為鎖止電門傳感球擺動(dòng)，所述智能機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)裝置還包括鎖止裝置，所述鎖止裝置卡合設(shè)置在刻度板遠(yuǎn)離釋放裝置一側(cè)，所述鎖止裝置上端設(shè)置有與滑槽適配的弧形，所述鎖止裝置的端部設(shè)置有倒鉤。

為降低驟停對光電門傳感球的物理損傷，所述鎖止裝置為彈性材質(zhì)。4.如權(quán)利要求1所述的智能機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述滑珠優(yōu)選為圓形或類圓形。用戶可通過推動(dòng)滑塊順暢控制滑塊與滑槽相對位移。

為方便立桿的安裝，所述底座上部設(shè)有一安裝座；所述立桿豎直插入安裝座內(nèi)。

為實(shí)現(xiàn)通過切斷磁性來釋放光電門傳感球，降低手動(dòng)釋放帶來的誤差的目的，所述釋放裝置具體為電磁鐵，所述釋放裝置與數(shù)據(jù)處理器電性連接。

所述數(shù)據(jù)處理器套設(shè)在所述立桿上，并能沿立桿升降，其通過鎖緊螺絲鎖緊于立桿上。

為方便監(jiān)測，所述滑塊的數(shù)量為6、8或9塊。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果：本實(shí)用新型通過在在滑槽內(nèi)設(shè)置活動(dòng)的滑塊，通過變更滑塊的物理參數(shù)，如滑塊的寬度、滑塊的數(shù)量、滑塊的位置等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的多樣化，實(shí)現(xiàn)深入教學(xué)的目的；同時(shí)也克服擋光片的大小位置為恒定值，帶來的同一誤差重復(fù)出現(xiàn)的弊端，有利于后期機(jī)械矯正。

此外，本實(shí)用新型通過設(shè)置具有磁性的釋放裝置，通過切斷磁性來釋放光電門傳感球，降低手動(dòng)釋放帶來的誤差；通過設(shè)置彈性材料的鎖止裝置，在鎖止光電門傳感球的同時(shí)降低驟停對光電門傳感球的物理損傷。故而本實(shí)用新型具有實(shí)驗(yàn)結(jié)果客觀，數(shù)據(jù)精度高、誤差小等特點(diǎn)

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖（不包括鎖止裝置）；

圖3為本實(shí)用新型的滑塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的滑塊的剖面圖；

圖5為本實(shí)用新型的滑塊和滑槽配合的剖面圖。

標(biāo)號說明

底座1，刻度板2，滑槽21，弧形槽210，滑塊22，凸起220，彈簧221，滑珠222，凹榫223，刻度結(jié)構(gòu)23，立桿3，釋放裝置4，光電門傳感球5，擺桿6，數(shù)據(jù)處理器7，數(shù)據(jù)采集器8，鎖止裝置9，倒鉤91。

具體實(shí)施方式

一種智能機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)裝置，其由底座1、立桿3、刻度板2、擺桿6、光電門傳感球5、釋放裝置4、鎖止裝置9、數(shù)據(jù)處理器7以及數(shù)據(jù)采集器8等幾部分組成。

其中，所述立桿3豎直安裝于底座1上。具體的說，所述底座1上部設(shè)有一安裝座（圖中為做標(biāo)注）；所述立桿2豎直插入安裝座內(nèi)，從而方便底座1和立桿3的安裝和拆卸。

所述刻度板2豎直安裝于底座1的一側(cè)，其上設(shè)有一弧形的滑槽21，所述滑槽21內(nèi)活動(dòng)設(shè)有若干滑塊22，各滑塊22的下方標(biāo)注有高度刻度結(jié)構(gòu)23。相鄰兩滑塊22之間的高度差相等。最底部的滑塊22下方標(biāo)注0刻度。

所述滑槽21包括兩個(gè)上下對應(yīng)的滑軌，所述滑槽21的滑軌內(nèi)壁設(shè)置有弧形槽210。

所述滑塊22上下設(shè)置有凸起220，所述凸起220與滑槽21的滑軌適配，使得滑塊22沿著滑槽21活動(dòng)。所述凸起220的側(cè)邊設(shè)置有凹榫223，所述凹榫223內(nèi)設(shè)置有滑珠222，所述滑珠222與凹榫223底部通過彈簧221連接，所述滑珠222與弧形槽210適配（數(shù)量和形狀），使得滑珠222部分容納在弧形槽210內(nèi)，從而使得滑塊22和滑槽21固定。所述滑珠222優(yōu)選為圓形或類圓形，用戶可通過推動(dòng)滑塊22順暢控制滑塊22與滑槽21相對位移，如圖4-5所示。

所述滑塊22的數(shù)量優(yōu)選為6、8或9塊。

所述擺桿6一端樞接于立桿3上，另一端安裝有所述光電門傳感器5。

所述光電門傳感球5夾持在刻度板2上，其能經(jīng)過所述滑塊22和滑槽21，并和數(shù)據(jù)處理器7電性連接。所述光電門傳感球5在通過滑塊22時(shí)，根據(jù)滑塊22擋住光電門傳感球5的時(shí)間，能夠得出光電門傳感球5的運(yùn)動(dòng)速度。

所述釋放裝置4設(shè)置在刻度板2的上部，其能吸附和釋放所述光電門傳感球5。在本實(shí)施方式中，所述釋放裝置4具體為電磁鐵，所述釋放裝置與數(shù)據(jù)處理器電性連接，用于切斷磁鐵的磁性。

所述鎖止裝置9卡合設(shè)置在刻度板2遠(yuǎn)離釋放裝置4一側(cè)，所述鎖止裝置9上端設(shè)置有與滑槽21適配的弧形，所述鎖止裝置9的端部設(shè)置有倒鉤91，當(dāng)光電門傳感球5擺動(dòng)至鎖止裝置9時(shí)，倒鉤91扣合光電門傳感球5達(dá)到驟停的目的。所述鎖止裝置9為彈性材質(zhì)，以降低驟停對光電門傳感球5的物理損傷。

所述數(shù)據(jù)處理器7套設(shè)在所述立桿2上，并能沿立桿2升降，其通過一鎖緊螺絲13鎖緊于立桿2上，從而可以方便的調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)裝置。

所述數(shù)據(jù)采集器8和數(shù)據(jù)處理器7電性連接，并采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)值傳輸至計(jì)算機(jī)（圖中未標(biāo)示）。

本實(shí)用新型的原理為通過光電門傳感球5能夠得出其在各滑塊22處的速度，結(jié)合該滑塊22所處的實(shí)際高度，將相關(guān)數(shù)據(jù)輸送至數(shù)據(jù)處理器7，數(shù)據(jù)處理器7將信號處理后輸送至數(shù)據(jù)采集器8，數(shù)據(jù)采集器8將數(shù)據(jù)輸送至計(jì)算機(jī)，并在計(jì)算機(jī)上顯示。

本實(shí)用新型通過在在滑槽21內(nèi)設(shè)置活動(dòng)的滑塊22，通過變更滑塊22的物理參數(shù)（如圖2所示，滑動(dòng)滑塊22至最左端至滑出滑槽21），如滑塊22的寬度、滑塊的數(shù)量、滑塊的位置等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的多樣化，實(shí)現(xiàn)深入教學(xué)的目的；同時(shí)也克服擋光片的大小位置為恒定值，帶來的同一誤差重復(fù)出現(xiàn)的弊端，有利于后期機(jī)械矯正。

此外，本實(shí)用新型通過設(shè)置具有磁性的釋放裝置4，通過切斷磁性來釋放光電門傳感球5，降低手動(dòng)釋放帶來的誤差；通過設(shè)置彈性材料的鎖止裝置9，在鎖止光電門傳感球5的同時(shí)降低驟停對光電門傳感球5的物理損傷。

以上的具體實(shí)施方式僅為本創(chuàng)作的較佳實(shí)施例，并不用以限制本創(chuàng)作，凡在本創(chuàng)作的精神及原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本創(chuàng)作的保護(hù)范圍之內(nèi)。