專利名稱：牛頓第一定律演示實驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于物理學教學的教具，具體是指一種用于力學中牛頓第一定律演示實驗的裝置。
在中學教學實踐中，關(guān)于牛頓第一定律的演示實驗，教材上提供的方法較為復雜，其作法是，將小車置于一個斜面上，分三次在分別鋪有毛巾、棉布、木板的平面上進行滾動，然后分別記錄小車運動的距離再進行比較，這樣時而鋪毛巾，拉伸夾緊，時而又取下來，換墊棉布，再拉伸夾緊，況且小車每次放在斜面上的高度難以完全一致，運動過程中車輪還經(jīng)常擺動，這樣來說明問題總覺得不甚規(guī)范準確和直觀明了，而且操作麻煩，耽誤時間多，就是動作麻利的人也得花四、五分鐘，若掌握不好，花費的時間更長，學生的理解也只能從記錄的數(shù)據(jù)上得到，不能形成很形象的對比，因而理解過程較為復雜和費時，對于接受能力中等或較差的學生來說，效果更不佳。
針對牛頓第一定律演示實驗存在的上述問題，本實用新型的目的，乃是提供一種更為簡單省事、直觀形象而更容易讓學生理解掌握的牛頓第一定律演示實驗裝置。
本實用新型的解決方案如下。它具有一塊水平軌道板，水平軌道板表面具有三條互相平行且光滑粗糙程度互不相同的軌道，水平軌道板前端用鉸鏈連接著一塊可相對于水平軌道板轉(zhuǎn)動的坡度可調(diào)斜面板，坡度可調(diào)斜面板兩側(cè)邊上分別固連有伸向上方的開有軸孔的擋板支耳，兩個擋板之耳之間裝設(shè)有一塊兩端帶轉(zhuǎn)軸的活動擋板，轉(zhuǎn)軸兩端部分別滑插座落在兩擋板支耳上的軸孔中，轉(zhuǎn)軸的一端還固連有延伸于一擋板支耳外側(cè)方的搖把，坡度可調(diào)斜面板上置有三個分別緊挨活動擋板前側(cè)面而被擋板所阻擋的完全相同的金屬圓柱體，三個金屬圓柱體分別正對著下方水平軌道板上的三條軌道，在坡度可調(diào)斜面板下方裝設(shè)有一個與水平軌道板相連的能容納坡度可調(diào)斜面板轉(zhuǎn)動放下來的斜面板支承框架，坡度可調(diào)斜面板底端面被一根橫向置于斜面板支承框架兩側(cè)邊上的斜面板可調(diào)支承桿所支承，斜面板支承框架兩側(cè)邊框頂部加工有增大摩擦以保證斜面板可調(diào)支承桿不致滑動的波紋。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型加以進一步詳細說明。


圖1為本實用新型一種具體結(jié)構(gòu)的斜向立體示意圖；圖2和圖3分別為
圖1的A向和B向立體示意圖；圖4為圖2的C-C剖視放大結(jié)構(gòu)圖。
參見
圖1至圖4。本實用新型具有一塊水平軌道板1，水平軌道板1表面具有三條互相平行且光滑粗糙程度互不相同的軌道11、12及13。三條不同的軌道11、12及13在圖中的實施例是分別采用毛巾、棉布和比棉布光滑的木板鋪設(shè)在水平軌道板1上而成。當然，軌道11、12及13也可采用光滑粗糙程度不同的木質(zhì)板面等。水平軌道板1前端用鉸鏈2連接著一塊可相對于水平軌道板1轉(zhuǎn)動的坡度可調(diào)斜面板3，坡度可調(diào)斜面板3兩側(cè)邊上分別固連有伸向上方的開有軸孔的擋板支耳4，兩個擋板支耳4之間裝設(shè)有一塊兩端焊接有轉(zhuǎn)軸51的活動擋板5，轉(zhuǎn)軸51兩端部分別滑插座落在兩擋板支耳4上的軸孔中，轉(zhuǎn)軸51的一端還焊連有延伸于一擋板支耳4外側(cè)方的搖把52，坡度可調(diào)斜面板3上置有三個分別緊挨活動擋板5前側(cè)面而被擋板5所阻擋的完全相同的金屬圓柱體6，三個金屬圓柱體6分別正對著下方水平軌道板1上的三條軌道11、12及13，在坡度可調(diào)斜面板3下方裝設(shè)有一個與水平軌道板1相固連成一體的能容納坡度可調(diào)斜面板3轉(zhuǎn)動放下來的斜面板支承框架7，坡度可調(diào)斜面板3底端面被一根橫向置于斜面板支承框架7兩側(cè)邊上的斜面板可調(diào)支承桿8所支承，斜面板支承框架7兩側(cè)邊框頂部加工有增大摩擦以保證斜面板可調(diào)支承桿8不致滑動的波紋71。由圖可見，在水平軌道板1上的每相鄰兩條軌道之間以及最外邊兩條軌道的外側(cè)邊上均設(shè)置有與水平軌道板連成一體的軌道隔條14，以起到分別阻擋三個金屬圓柱體6滾出所屬軌道和使軌道更為醒目的雙重作用。當然，軌道隔條14也可不必設(shè)置。
具有上述結(jié)構(gòu)的本實用新型在用于牛頓第一定律演示實驗時，只要用手輕輕搖動搖把52，將活動擋板5由垂直狀態(tài)轉(zhuǎn)動一定角度，放開對三個金屬圓柱體6的阻擋三個金屬圓柱體6就會在重力作用下，同時從坡度可調(diào)斜面板3上滾下來，分別沿著所對正的水平軌道板1上的三條軌道11、12、13運動，這樣一眼就可看出不同的運動結(jié)果，再也用不著一次一次地量，一次一次地記錄，如果一手略抬起坡度可調(diào)斜面板3，讓其相對于水平軌道板1轉(zhuǎn)動，另一手相配合地前后移動斜面板可調(diào)支承桿8在斜面板支承框架7頂部上的支承位置，就可根據(jù)需要來調(diào)節(jié)坡度可調(diào)斜面板3相對于水平軌道板1傾斜的坡度(即
圖1中的α角)，以達到調(diào)節(jié)三個金屬圓柱體6分別在三條軌道11、12、13上的運動距離的目的。
本實驗裝置使得演示牛頓第一定律時操作簡便，省時省事，直觀形象，對比明確，學生更為容易理解和掌握。特別是當金屬圓柱體在木板表面運動時，往往會超出它的運動平面，這時，若順其超越，讓學生把木板表面想象得無限光滑，物體就會永不停地作勻速直線運動。于是，抽象的理論更加直觀、形象具體化了，恰到好處地解決了學生對牛頓第一定律難以想象與理解的矛盾。該演示實驗裝置制作簡單，成本低廉，可將原來一般由老師演示的實驗，改成人人可動手的學生實驗，更有利于培養(yǎng)學生素質(zhì)，可獲得原來的實驗方法無法達到的效果。該裝置還可用于研究摩擦力大小與正壓力之間關(guān)系的教學和實驗。
權(quán)利要求1.一種牛頓第一定律演示實驗裝置，其特征在于，具有一塊水平軌道板，水平軌道板表面具有三條互相平行且光滑粗糙程度互不相同的軌道，水平軌道板前端用鉸鏈連接著一塊可相對于水平軌道板轉(zhuǎn)動的坡度可調(diào)斜面板，坡度可調(diào)斜面板兩側(cè)邊上分別固連有伸向上方的開有軸孔的擋板支耳，兩個擋板之耳之間裝設(shè)有一塊兩端帶轉(zhuǎn)軸的活動擋板，轉(zhuǎn)軸兩端部分別滑插座落在兩擋板支耳上的軸孔中，轉(zhuǎn)軸的一端還固連有延伸于一擋板支耳外側(cè)方的搖把，坡度可調(diào)斜面板上置有三個分別緊挨活動擋板前側(cè)面而被擋板所阻擋的完全相同的金屬圓柱體，三個金屬圓柱體分別正對著下方水平軌道板上的三條軌道，在坡度可調(diào)斜面板下方裝設(shè)有一個與水平軌道板相連的能容納坡度可調(diào)斜面板轉(zhuǎn)動放下來的斜面板支承框架，坡度可調(diào)斜面板底端面被一根橫向置于斜面板支承框架兩側(cè)邊上的斜面板可調(diào)支承桿所支承，斜面板支承框架兩側(cè)邊框頂部加工有增大摩擦以保證斜面板可調(diào)支承桿不致滑動的波紋。
2.如權(quán)利要求1所述的演示實驗裝置，其特征在于，水平軌道板上的三條軌道分別采用毛巾、棉布和比棉布光滑的木板鋪設(shè)在水平軌道板上。
3.如權(quán)利要求1、2所述的演示實驗裝置，其特征在于，在水平軌道板上的每相鄰兩條軌道之間以及最外邊兩條軌道的外側(cè)邊上，均設(shè)置有與水平軌道板連成一體的軌道隔條。
專利摘要牛頓第一定律演示實驗裝置由具有三條光滑程度不同的軌道的水平軌道板、坡度可調(diào)斜面板、鉸鏈、擋板支耳、帶轉(zhuǎn)動軸和搖把的活動擋板、金屬圓柱體、斜面板支承框架、斜面板可調(diào)支承桿等構(gòu)成。用于演示實驗時,放開坡度可調(diào)斜面板上的活動擋板,三個金屬圓柱體分別在水平軌道板的三條軌道上運動。該裝置使得演示牛頓第一定律實驗時操作簡便,省時省事,直觀形象,對比明確,學生容易理解和掌握。其制作簡單,成本低廉,容易普遍推廣。
文檔編號G09B23/00GK2290092SQ97207850
公開日1998年9月2日 申請日期1997年1月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月16日
發(fā)明者羅煒蔚, 羅正發(fā) 申請人:羅正發(fā)