平拋運動驗證實驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種物理教學(xué)工具，尤其涉及到一種平拋運動驗證實驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]平拋運動是中學(xué)力學(xué)中涉及到的內(nèi)容，學(xué)生通過平拋運動初步了解運動，而教師和學(xué)生進(jìn)行平拋運動演示的時候，一般都通過平拋小球并在白紙上描點來驗證平拋運動，但是這種方式既繁瑣又浪費時間，而且精確度也不高，學(xué)生在此實驗的過程中往往也不會理解平拋運動的具體原理，造成了事倍功半的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的就是為了克服上述問題，提供了一種平拋運動驗證實驗裝置。
[0004]本實用新型的平拋運動驗證實驗裝置，是由底座、處理器、坐標(biāo)板、水平運動滑軌、平拋運動滑軌、自由落體裝置、觸控顯示屏和攝像頭構(gòu)成，底座內(nèi)集成有處理器，底座上垂直固定有坐標(biāo)板，坐標(biāo)板一側(cè)的底座上順序安裝有水平運動滑軌和壓感平板；坐標(biāo)板一邊的上方設(shè)有與水平運動滑軌平行的平拋運動滑軌，該平拋運動滑軌的末端設(shè)有紅外對管，坐標(biāo)板的另一邊設(shè)有自由落體裝置；坐標(biāo)板的頂部還安裝有觸控顯示屏、電子水平儀和懸臂，懸臂延伸出坐標(biāo)板、其末端安裝有朝向坐標(biāo)板的攝像頭；處理器分別與壓感平板、紅外對管、自由落體裝置、觸控顯示屏、電子水平儀和攝像頭電路聯(lián)接。
[0005]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，平拋運動滑軌的頂端安裝有電磁吸附裝置I，水平運動滑軌的頂端安裝有電磁吸附裝置II，電磁吸附裝置I和電磁吸附裝置II均與處理器電路聯(lián)接。
[0006]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，自由落體裝置內(nèi)設(shè)有電磁吸附裝置III，電磁吸附裝置III與處理器電路聯(lián)接。
[0007]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，底座的下方設(shè)有呈對稱的伸縮腳。
[0008]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，壓感平板安裝于水平運動滑軌的末端。
[0009]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，底座于壓感平板的末端設(shè)有下傾滑槽，下傾滑槽的末端固定有收集槽。
[0010]本實用新型的平拋運動驗證實驗裝置，結(jié)構(gòu)簡單，構(gòu)思巧妙，能夠?qū)嶒炦^程自動化，減輕了教師的負(fù)擔(dān)，也能夠讓學(xué)生直觀明了地理解平拋運動的原理，并通過得到的實驗數(shù)據(jù)驗證平拋運動公式，便于在中學(xué)教學(xué)中推廣使用。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的平拋運動驗證實驗裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0012]圖2為本實用新型的平拋運動驗證實驗裝置的模塊圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本實用新型的平拋運動驗證實驗裝置，作進(jìn)一步說明:
[0014]本實用新型的平拋運動驗證實驗裝置，包括底座1、處理器2、坐標(biāo)板3、水平運動滑軌4、平拋運動滑軌5、自由落體裝置6、觸控顯示屏7和攝像頭8等組件。
[0015]其中在底座I內(nèi)集成有處理器2，用于對整個裝置進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)處理，底座I上垂直固定印有坐標(biāo)軸或坐標(biāo)方格的坐標(biāo)板3，位于坐標(biāo)板3—側(cè)的底座I上表面安裝有水平運動滑軌4，在水平運動滑軌4末端安裝壓感平板9，該壓感平板9可以是電阻式或電容式的觸控板。
[0016]坐標(biāo)板3 —邊的上方設(shè)有與水平運動滑軌4平行的平拋運動滑軌5，即平拋運動滑軌5和水平運動滑軌4的傾斜部分高度相等，傾角一致，其末端軌道的兩側(cè)設(shè)有紅外對管10，用于金屬小球經(jīng)過紅外對管10中間時觸發(fā)控制信號；坐標(biāo)板3的另一邊設(shè)有自由落體裝置6，自由落體裝置6可以沿垂直方向上下調(diào)節(jié)，其內(nèi)部設(shè)有與處理器2電路聯(lián)接電磁吸附裝置III，用于吸附金屬小球。
[0017]平拋運動滑軌5和水平運動滑軌4的頂端分別安裝有電磁吸附裝置I 13和電磁吸附裝置II 14，且電磁吸附裝置I 13和電磁吸附裝置II分別與處理器2電路聯(lián)接，均用于吸附金屬小球，坐標(biāo)板3的頂部還安裝有觸控顯示屏7、電子水平儀11和懸臂12，這根懸臂12分為與坐標(biāo)板3垂直固定的支撐臂和與支撐臂鉸接且平行于坐標(biāo)板3的轉(zhuǎn)動臂，攝像頭8安裝于轉(zhuǎn)動臂的末端且朝向坐標(biāo)板3，轉(zhuǎn)動臂用于調(diào)節(jié)攝像頭8，以攝像頭8的攝錄范圍完全包括坐標(biāo)板3為宜。
[0018]上述各電子裝置中，處理器2分別與壓感平板9、紅外對管10、自由落體裝置6、觸控顯示屏7、電子水平儀11和攝像頭8電路聯(lián)接。
[0019]為了保證該裝置與地面垂直且平行，底座I的下方設(shè)有呈對稱的伸縮腳15用于調(diào)節(jié)水平、垂直。
[0020]底座I于壓感平板9的末端設(shè)有下傾滑槽16，下傾滑槽16的末端固定有收集槽17，當(dāng)金屬小球經(jīng)過壓感平板9后會沿著下傾滑槽16進(jìn)入收集槽17中統(tǒng)一收集。
[0021]本實用新型的平拋運動驗證實驗裝置，其具體使用方法如下:
[0022]首先開機，裝置中各功能部件開始初始化，電子水平儀11測量裝置與地面是否平行和垂并通過處理器2反饋至觸控顯示屏7上，實驗人員通過調(diào)節(jié)伸縮腳15來保證本裝置的水平和垂直；將實驗用的三個金屬小球分別放置在平拋運動滑軌5、水平運動滑軌4和自由落體裝置6上，并通過電磁吸附裝置I 13、電磁吸附裝置II 14和電磁吸附裝置III吸附固定；然后調(diào)節(jié)自由落體裝置6，令自由落體裝置6的上金屬小球所處高度等于與平拋運動滑軌5上的金屬小球運動至平拋運動滑軌5末端的高度；最后調(diào)節(jié)攝像頭8的焦距以及懸臂12的角度，使攝像頭8能夠?qū)⒆鴺?biāo)板3全部納入鏡頭范圍。
[0023]在處理器2中預(yù)先編寫有多種實驗方式，并通過觸控顯示屏7進(jìn)行顯示并實驗人員交互；根據(jù)選擇的不同實驗方式，電磁吸附裝置I 13和電磁吸附裝置II 14可以單獨觸發(fā)也可以聯(lián)動觸發(fā)，即平拋運動滑軌5上的金屬小球和水平運動滑軌4的金屬小球可以單獨進(jìn)行實驗也可以聯(lián)合進(jìn)行實驗。
[0024]當(dāng)平拋運動滑軌5上的金屬小球單獨進(jìn)行實驗時，電磁吸附裝置I 13釋放金屬小球，金屬小球下滑并離開平拋運動滑軌5獲得水平方向速度，其經(jīng)過紅外對管10后，紅外對管10反饋信號給處理器2開始計時，當(dāng)金屬小球落至壓感平板9上時，壓感平板9反饋信號至處理器2停止計時，在此過程中攝像頭8將平拋運動過程記錄，實驗后可以將數(shù)據(jù)圖像導(dǎo)出，配合坐標(biāo)板3上的坐標(biāo)以及計時得到的時間進(jìn)行平拋運動的驗證。
[0025]電磁吸附裝置I 13和電磁吸附裝置II 14聯(lián)動觸發(fā)時，同時釋放平拋運動滑軌5上的金屬小球和水平運動滑軌4的金屬小球，平拋運動滑軌5上的金屬小球離開平拋運動滑軌5后做平拋運動，水平運動滑軌4的金屬小球沿水平運動滑軌4做勻速直線運動，在此過程可以通過攝像頭8得到的圖像觀察到兩金屬小球在任意時間X軸坐標(biāo)相同(微小誤差忽略不計)。
[0026]平拋運動滑軌5上的金屬小球也可以與自由落體裝置6配合實驗，電磁吸附裝置I 13先釋放平拋運動滑軌5上的金屬小球，平拋運動滑軌5上的金屬小球離開平拋運動滑軌5后做平拋運動，當(dāng)該金屬小球經(jīng)過紅外對管10時，紅外對管10反饋信號給處理器2開始計時，處理器2同時令電磁吸附裝置III釋放自由落體裝置6上的金屬小球，使其進(jìn)行自由落體運動，在此過程可以通過攝像頭8得到的圖像觀察到兩金屬小球在任意時間Y軸坐標(biāo)相同。
【主權(quán)項】
1.平拋運動驗證實驗裝置，是由底座(I)、處理器(2)、坐標(biāo)板(3)、水平運動滑軌(4)、平拋運動滑軌(5)、自由落體裝置(6)、觸控顯示屏(7)和攝像頭(8)構(gòu)成，其特征在于底座(I)內(nèi)集成有處理器(2)，底座(I)上垂直固定有坐標(biāo)板(3 )，坐標(biāo)板(3 ) 一側(cè)的底座(I)上順序安裝有水平運動滑軌(4)和壓感平板(9);坐標(biāo)板(3) —邊的上方設(shè)有與水平運動滑軌(4)平行的平拋運動滑軌(5)，該平拋運動滑軌(5)的末端設(shè)有紅外對管(10)，坐標(biāo)板(3)的另一邊設(shè)有自由落體裝置(6);坐標(biāo)板(3)的頂部還安裝有觸控顯示屏(7)、電子水平儀(II)和懸臂(12)，懸臂(12 )延伸出坐標(biāo)板(3 )、其末端安裝有朝向坐標(biāo)板(3 )的攝像頭(8 );處理器(2)分別與壓感平板(9)、紅外對管(10)、自由落體裝置(6)、觸控顯示屏(7)、電子水平儀(11)和攝像頭(8)電路聯(lián)接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平拋運動驗證實驗裝置，其特征在于平拋運動滑軌(5)的頂端安裝有電磁吸附裝置I (13)，水平運動滑軌(4)的頂端安裝有電磁吸附裝置II (14)，電磁吸附裝置I (13)和電磁吸附裝置II (14)均與處理器(2)電路聯(lián)接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平拋運動驗證實驗裝置，其特征在于自由落體裝置(6)內(nèi)設(shè)有電磁吸附裝置III，電磁吸附裝置III與處理器(2)電路聯(lián)接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平拋運動驗證實驗裝置，其特征在于底座(I)的下方設(shè)有呈對稱的伸縮腳(15)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平拋運動驗證實驗裝置，其特征在于壓感平板(9)安裝于水平運動滑軌(4)的末端。6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的平拋運動驗證實驗裝置，其特征在于底座(I)于壓感平板(9)的末端設(shè)有下傾滑槽(16)，下傾滑槽(16)的末端固定有收集槽(17)。
【專利摘要】本實用新型的平拋運動驗證實驗裝置涉及一種物理教學(xué)工具，是由底座、處理器、坐標(biāo)板、水平運動滑軌、平拋運動滑軌、自由落體裝置、觸控顯示屏和攝像頭構(gòu)成，底座內(nèi)集成有處理器，底座上垂直固定有坐標(biāo)板，坐標(biāo)板一側(cè)的底座上順序安裝有水平運動滑軌和壓感平板；坐標(biāo)板一邊的上方設(shè)有與水平運動滑軌平行的平拋運動滑軌，該平拋運動滑軌的末端設(shè)有紅外對管，坐標(biāo)板的另一邊設(shè)有自由落體裝置；本實用新型的平拋運動驗證實驗裝置，結(jié)構(gòu)簡單，構(gòu)思巧妙，能夠?qū)嶒炦^程自動化，減輕了教師的負(fù)擔(dān)，也能夠讓學(xué)生直觀明了地理解平拋運動的原理，并通過得到的實驗數(shù)據(jù)驗證平拋運動公式，便于在中學(xué)教學(xué)中推廣使用。
【IPC分類】G09B23/10
【公開號】CN204720048
【申請?zhí)枴緾N201520471611
【發(fā)明人】陶金銘, 孫放, 黃聲遠(yuǎn)
【申請人】陶金銘
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年7月3日