一種平拋運(yùn)動瞬時速度方向確定裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及物理教學(xué)教具設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種平拋運(yùn)動瞬時速度方向確定
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]物體以一定的初速度沿水平方向拋出，如果物體僅受重力作用，這樣的運(yùn)動叫做平拋運(yùn)動，其可看作是水平方向上的勻速直線運(yùn)動以及豎直方向的自由落體運(yùn)動的合運(yùn)動，運(yùn)動過程中受到的外力為恒力，運(yùn)動軌跡為拋物線。現(xiàn)有的教學(xué)教具結(jié)構(gòu)是:包括基板和軌道，軌道安裝在基板一側(cè)的上端，使用時教師將一個金屬球放在軌道的最上方，然后松開手，金屬球在重力的作用下沿著軌道下滑，當(dāng)金屬球離開軌道最末端后，如果忽略空氣阻力，則金屬球進(jìn)入平拋運(yùn)動狀態(tài)，教師可以改變軌道最高點(diǎn)的位置，使金屬球離開軌道最末端時具有不同的初速度，學(xué)生可以觀察到不同初速度的金屬球落下的整個過程，但該教具存在一個問題，即金屬球的拋物線運(yùn)動軌跡上的任意一個點(diǎn)的瞬時速度的方向?yàn)樵搾佄锞€的切線，但學(xué)生無法直觀的觀察到。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供結(jié)構(gòu)簡單、能顯示拋物線軌跡中任意一點(diǎn)瞬時速度方向的一種平拋運(yùn)動瞬時速度方向確定裝置。
[0004]本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是:
[0005]—種平拋運(yùn)動瞬時速度方向確定裝置，包括軌道和基板，所述軌道豎直限位滑動安裝在基板一側(cè)的上端，其特征在于:所述基板表面貼覆一層帶有復(fù)寫層的白紙，在軌道下方的基板上橫向安裝一傾斜的接球板，在軌道最末端右側(cè)的基板上水平安裝一標(biāo)尺，該標(biāo)尺上方的基板上水平安裝一滑動桿，該滑動桿上套裝兩個滑塊，靠近軌道的滑塊下端安裝一豎直的連桿，該連桿下端段安裝一萬向節(jié)，該萬向節(jié)上安裝一與軌道末端上端面位于相同豎直高度的萬向激光點(diǎn)光源，遠(yuǎn)離軌道的滑塊底面豎直向下安裝豎直激光點(diǎn)光源，所述豎直激光點(diǎn)光源用于移動到接球板阻擋金屬球時在白紙上形成的撞擊點(diǎn)正上方后向撞擊點(diǎn)投射豎直方向的激光，所述萬向激光點(diǎn)光源用于移動到豎直激光點(diǎn)光源與軌道最末端之間水平距離的中點(diǎn)時向所述撞擊點(diǎn)投射傾斜方向的激光，該傾斜方向的激光即為所述撞擊點(diǎn)瞬時速度的方向。
[0006]而且，所述接球板兩點(diǎn)端部安裝夾持板，每個夾持板上安裝一壓緊基板表面的固定螺栓，兩個夾持板之間的接球板為由下至上逐漸向外側(cè)傾斜。
[0007]而且，所述連桿由內(nèi)套管和外套管構(gòu)成，內(nèi)套管上端連接滑塊，內(nèi)套管下端套裝在外套管上端內(nèi)，外套管下端安裝萬向節(jié)，外套管通過一頂絲與內(nèi)套管固定。
[0008]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0009]本實(shí)用新型中，金屬球平拋運(yùn)動后被接球板阻擋，由于接球板傾斜向上，所以金屬球會在帶有復(fù)寫層的白紙上留下一個撞擊點(diǎn)，此時將右側(cè)的滑塊滑動到撞擊點(diǎn)的正上方，然后打開豎直激光點(diǎn)光源，使其投射豎直方向的激光通過撞擊點(diǎn)，然后將左側(cè)的滑塊滑動到右側(cè)滑塊和標(biāo)尺零點(diǎn)距離一半的位置，使萬向激光點(diǎn)光源正好位于一半的位置，再轉(zhuǎn)動萬向節(jié)，使傾斜的激光通過撞擊點(diǎn)，該傾斜的激光即為撞擊點(diǎn)瞬時速度的方向，學(xué)生可以得到拋物線上不同的撞擊點(diǎn)，從而通過傾斜的激光觀察到每個撞擊點(diǎn)的瞬時速度方向，非常的直觀和方便，即增加了學(xué)生的動手能力，還加深了對于平拋運(yùn)動公式的理解。
【附圖說明】
[00?0]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0011]圖2是圖1的右視圖；
[0012]圖3是金屬球進(jìn)行平拋運(yùn)動的示意圖；
[0013]圖4是圖2的A-A向截面圖；
[0014]圖5是拋物線靠近末端的一個撞擊點(diǎn)的瞬時速度示意圖；
[0015]圖6是拋物線靠近軌道末端的一個撞擊點(diǎn)的瞬時速度示意圖；
[0016]圖7是萬向激光點(diǎn)光源取在標(biāo)尺和豎直激光點(diǎn)光源之間距離一半位置的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明，下述實(shí)施例是說明性的，不是限定性的，不能以下述實(shí)施例來限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0018]一種平拋運(yùn)動瞬時速度方向確定裝置，如圖1?7所示，包括軌道2和基板13，所述軌道豎直限位滑動安裝在基板一側(cè)的上端，本實(shí)用新型的創(chuàng)新在于:所述基板表面貼覆一層帶有復(fù)寫層的白紙24，在軌道下方的基板上橫向安裝一傾斜的接球板14，在軌道最末端右側(cè)的基板上水平安裝一標(biāo)尺12，標(biāo)尺的零點(diǎn)緊靠在軌道最末端的端面上，該標(biāo)尺上方的基板上通過安裝座3水平安裝一滑動桿4，該滑動桿上套裝兩個滑塊，每個滑塊上安裝一固定頂絲10，靠近軌道的滑塊5下端安裝一豎直的連桿，該連桿下端部安裝一萬向節(jié)9，該萬向節(jié)上安裝一與軌道末端上端面位于相同豎直高度的萬向激光點(diǎn)光源，遠(yuǎn)離軌道的滑塊底面豎直向下安裝豎直激光點(diǎn)光源11，兩個滑塊通過固定頂絲固定在滑動桿上。
[0019]所述豎直激光點(diǎn)光源用于移動到接球板阻擋金屬球I時在白紙上形成的撞擊點(diǎn)17正上方后向撞擊點(diǎn)投射豎直方向的激光18，所述萬向激光點(diǎn)光源用于移動到豎直激光點(diǎn)光源與軌道最末端之間距離的中點(diǎn)時向所述撞擊點(diǎn)投射傾斜方向的激光19，該傾斜方向的激光即為所述撞擊點(diǎn)瞬時速度20的方向。
[0020]所述接球板兩點(diǎn)端部安裝夾持板15，每個夾持板上安裝一壓緊基板表面的固定螺栓16，兩個夾持板之間的接球板如圖4所示，為由下至上逐漸向外側(cè)傾斜，可夾住運(yùn)動到此處的金屬球，金屬球受到傾斜的接球板的阻擋，在帶有復(fù)寫層的白紙上形成一個撞擊點(diǎn)。
[0021]為了保證金屬球的正常運(yùn)行，所述連桿由內(nèi)套管6和外套管7構(gòu)成，內(nèi)套管上端連接滑塊，內(nèi)套管下端套裝在外套管上端內(nèi)，外套管下端安裝萬向節(jié)，外套管通過一頂絲8與內(nèi)套管固定。
[0022]如圖5所示，按照平拋運(yùn)動公式知道:瞬時速度與水平方向初速度23的夾角為β，撞擊點(diǎn)與軌道末端之間的連線25與水平方向21的夾角為γ，tanf3 = 2tany。
[0023]反向延長瞬時速度，形成與水平方向相交的連線22，該連線與水平方向形成夾角θ，tanP = tanθ，tanθ = 2tan γ，所以得到連線與水平方向的交點(diǎn)位于水平方向21的中點(diǎn)，SP萬向激光點(diǎn)光源位于撞擊點(diǎn)和軌道末端之間水平距離的中點(diǎn)時，其向撞擊點(diǎn)投射的激光即為撞擊點(diǎn)瞬時速度的方向。
[0024]本實(shí)用新型使用過程是，以廢酸液為例說明:
[0025]1.操作人員調(diào)整接球板到某一高度，然后將外套管向上托起并固定；
[0026]2.將金屬球放在軌道最上端，松手后金屬球開始運(yùn)動，離開軌道最末端后做如圖3所示的虛線表示的平拋運(yùn)動，當(dāng)撞擊到接球板后，在白紙上形成一個痕跡，該痕跡即為撞擊占.V ，
[0027]3.調(diào)整右側(cè)滑塊，使豎直激光點(diǎn)光源位于撞擊點(diǎn)的正上方，打開后，激光向下投射并通過撞擊點(diǎn)，通過標(biāo)尺算出撞擊點(diǎn)與軌道最末端之間的水平間距，并將左側(cè)的滑塊調(diào)整到一半的位置，使萬向激光點(diǎn)光源正好位于一般的位置，轉(zhuǎn)動萬向節(jié)，使其投射的傾斜的激光通過撞擊點(diǎn)，該傾斜的激光即為撞擊點(diǎn)瞬時速度的方向。
[0028]本實(shí)用新型中，金屬球平拋運(yùn)動后被接球板阻擋，由于接球板傾斜向上，所以金屬球會在帶有復(fù)寫層的白紙上留下一個撞擊點(diǎn)，此時將右側(cè)的滑塊滑動到撞擊點(diǎn)的正上方，然后打開豎直激光點(diǎn)光源，使其投射豎直方向的激光通過撞擊點(diǎn)，然后將左側(cè)的滑塊滑動到右側(cè)滑塊和標(biāo)尺零點(diǎn)距離一半的位置，使萬向激光點(diǎn)光源正好位于一半的位置，再轉(zhuǎn)動萬向節(jié)，使傾斜的激光通過撞擊點(diǎn)，該傾斜的激光即為撞擊點(diǎn)瞬時速度的方向，學(xué)生可以得到拋物線上不同的撞擊點(diǎn)，從而通過傾斜的激光觀察到每個撞擊點(diǎn)的瞬時速度方向，非常的直觀和方便，即增加了學(xué)生的動手能力，還加深了對于平拋運(yùn)動公式的理解。
【主權(quán)項】
1.一種平拋運(yùn)動瞬時速度方向確定裝置，包括軌道和基板，所述軌道豎直限位滑動安裝在基板一側(cè)的上端，其特征在于:所述基板表面貼覆一層帶有復(fù)寫層的白紙，在軌道下方的基板上橫向安裝一傾斜的接球板，在軌道最末端右側(cè)的基板上水平安裝一標(biāo)尺，該標(biāo)尺上方的基板上水平安裝一滑動桿，該滑動桿上套裝兩個滑塊，靠近軌道的滑塊下端安裝一豎直的連桿，該連桿下端段安裝一萬向節(jié)，該萬向節(jié)上安裝一與軌道末端上端面位于相同豎直高度的萬向激光點(diǎn)光源，遠(yuǎn)離軌道的滑塊底面豎直向下安裝豎直激光點(diǎn)光源，所述豎直激光點(diǎn)光源用于移動到接球板阻擋金屬球時在白紙上形成的撞擊點(diǎn)正上方后向撞擊點(diǎn)投射豎直方向的激光，所述萬向激光點(diǎn)光源用于移動到豎直激光點(diǎn)光源與軌道最末端之間水平距離的中點(diǎn)時向所述撞擊點(diǎn)投射傾斜方向的激光，該傾斜方向的激光即為所述撞擊點(diǎn)瞬時速度的方向。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平拋運(yùn)動瞬時速度方向確定裝置，其特征在于:所述接球板兩點(diǎn)端部安裝夾持板，每個夾持板上安裝一壓緊基板表面的固定螺栓，兩個夾持板之間的接球板為由下至上逐漸向外側(cè)傾斜。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種平拋運(yùn)動瞬時速度方向確定裝置，其特征在于:所述連桿由內(nèi)套管和外套管構(gòu)成，內(nèi)套管上端連接滑塊，內(nèi)套管下端套裝在外套管上端內(nèi)，外套管下端安裝萬向節(jié)，外套管通過一頂絲與內(nèi)套管固定。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種平拋運(yùn)動瞬時速度方向確定裝置，在軌道最末端右側(cè)的基板上水平安裝一標(biāo)尺，該標(biāo)尺上方的基板上水平安裝一滑動桿，該滑動桿上套裝兩個滑塊，所述豎直激光點(diǎn)光源用于移動到接球板阻擋金屬球時在白紙上形成的撞擊點(diǎn)正上方后向撞擊點(diǎn)投射豎直方向的激光，所述萬向激光點(diǎn)光源用于移動到豎直激光點(diǎn)光源與軌道最末端之間水平距離的中點(diǎn)時向所述撞擊點(diǎn)投射傾斜方向的激光，該傾斜方向的激光即為所述撞擊點(diǎn)瞬時速度的方向。本實(shí)用新型中，學(xué)生可以得到拋物線上不同的撞擊點(diǎn)，從而通過傾斜的激光觀察到每個撞擊點(diǎn)的瞬時速度方向，非常的直觀和方便，即增加了學(xué)生的動手能力，還加深了對于平拋運(yùn)動公式的理解。
【IPC分類】G09B23/10
【公開號】CN205318713
【申請?zhí)枴緾N201520996700
【發(fā)明人】曹丕顯, 姜壽莉, 周珊竹, 陳梓芃
【申請人】深圳市萬科梅沙書院
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2015年12月4日