一种能量转化教学演示装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种能量转化教学演示装置，该能量转化教学演示装置包括支架、落球、承接板、碰撞块、弹簧、活动门、碰撞球、凹形滑轨、感应装置和显示器，承接板与凹形滑轨设置在同一水平面上，碰撞块和弹簧设置在承接板上，活动门设置在承接板与凹形滑轨连接处，弹簧的前端固定在碰撞块上，另一端抵触到活动门的侧壁上，感应装置设置承接板下部，感应装置包括盒体、至少三块重力顶板和弹性压力开关，重力顶板和弹性压力开关设置在盒体内，压力感应限位装置还包括微型控制器和感应器，微型控制器与感应器、弹性压力开关为电连接，显示器与微型控制器为电连接；其优点是，操作方便，演示直观，观察清晰，演示效果好。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种教学实验仪器，尤其是涉及到物理教学实验仪器，具体讲是一种能量转化教学演示装置。
技术介绍
在初中物理学习过程中，我们需要学习一些基本的物理学定律，如牛顿第一定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律、动量守恒定律、能量守恒定律等。在教学实践活动中，需要通过一系列的实验来帮助学生进行客观地了解认知这些基本定律，如动量守恒演示实验、能量守恒演示实验、能量转化实验、弹性碰撞实验、势能机械能转化实验等。比如，现有的初中物理学中，对动能转化或势能转移、以及重力加速度实验教学中，传统的实验方法是利用打点计时器打印纸带后再进行计算，或用单摆测量、或弹簧秤测量。这些演示教学仪器，存在一是对变加速度的测量结果误差较大，测量不准确，二是在操作中，一旦开始，实验就会连续进行而无法分步进行，观察难度大，不便于快速理解。比如，能量守恒定律指出能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转移或转化过程中其总量保持不变。在实验过程中，重力势能与弹性势能、或者重力势能与动能等之间的转化都是在极短时间内完成的，发生时间极短，为教师在教学过程中演示和帮助学生充分理解带来了不便。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是，提供一种操作方便，演示直观，观察清晰，并可分步或分段进行的能量转化教学演示装置。本技术的技术解决方案是：一种能量转化教学演示装置，其特征在于，该能量转化教学演示装置包括支架、通过悬丝悬挂在支架上的落球、承接板、碰撞块、弹簧、活动门、碰撞球、凹形滑轨、压力感应限位装置和显示器，所述的承接板与凹形滑轨设置在同一水平面上，所述的碰撞块和弹簧设置在承接板上，所述的活动门设置在承接板与凹形滑轨连接处，所述弹簧的前端固定在碰撞块的内侧壁上，所述弹簧的另一端抵触到活动门的侧壁上，所述的压力感应限位装置设置承接板下部，所述压力感应限位装置包括盒体、至少三块重力顶板以及设置在重力顶板下端的弹性压力开关，所述至少三块重力顶板和弹性压力开关均并列竖向设置在盒体内，所述承接板上设置有横槽，所述重力顶板的上端部设置在横槽内，且间隙配合，所述重力顶板上端面与承接板的上表面在同一水平面上，所述压力感应限位装置还包括微型控制器和感应器，所述的感应器设置在重力顶板旁以感应压力信号，所述的微型控制器与感应器为电连接，所述弹性压力开关与微型控制器为电连接，所述显示器设置在盒体外部并与微型控制器为电连接。作为上述技术方案的补充和进一步完善，本技术还具有如下特征和优点：所述承接板与凹形滑轨连接处设置一门槽，所述活动门竖直设置在门槽内。设置门槽，主要是为了使活动门能够方便地抽出，实现实验分步进行，使得演示更为方便高效。所述支架包括下支架和容纳在下支架内部能上下收缩的上支架，所述上支架上标有刻度线。这种结构设置，主要是，可通过调节支架高度改变悬丝长度满足落球不同势能或动能的需要和更方便调节落球与碰撞球碰撞时的同心度。进一步，所述碰撞块为刚性的立方形结构。设置刚性的立方形结构，可避免碰撞中过度缓冲，而造成能力损失，降低演示难度，影响实验的精确性；进一步，所述下支架设置有内螺纹孔和固定螺栓，通过固定螺栓将上支架固定在下支架内。进一步，所述上支架顶部还设置有固定悬丝的横支架。与现有技术相比，本技术具有以下优点：操作方便，演示直观，观察清晰，并可分步或分段进行的能量转化教学演示，实验的精度高；通过微型控制器可使实现实验演示智能化，演示效果好，效率高，为教学活动开展以及学生的理解带来了很大方便。附图说明图1是本技术实施例提供的能量转化教学演示装置结构示意图；图2是本技术一种能量转化教学演示装置中的压力感应限位装置连接结构放大示意图。图中：1、落球；2、悬丝；3、碰撞球；4、碰撞块；5、活动门；6、凹形滑轨；7、重力顶板；8、弹性压力开关；9、弹簧；10、控制器；11、感应器；12、显示器；13、支架；14、下支架；15、上支架；16、刻度线；17、固定螺栓；18、横支架；19、横槽；20承接板。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步说明：一种能量转化教学演示装置，该能量转化教学演示装置包括支架13、通过悬丝悬挂在支架上的落球1、水平设置凹形滑轨6、放置在凹形滑轨6上的碰撞球3、活动门5、弹簧9、碰撞块4、承接板20、压力感应限位装置，所述承接板20的上表面与凹形滑轨6内侧底部水平光滑面连接，所述承接板20与凹形滑轨6连接处设置一门槽，门槽的深度可以与凹形滑轨6的侧壁高度等同，所述活动门5竖直设置在门槽内，所述弹簧9的前端固定连接在碰撞块4的内侧壁上，所述弹簧9的另一端抵触到活动门5的侧壁上；所述压力感应限位装置包括盒体、至少三块重力顶板7（即重力顶板7间光滑抵触或者相邻两个重力顶板7间距小于0.5毫米）以及设置在重力顶板下端并且连接到重力顶板底部的弹性压力开关8，所述重力顶板和弹性压力开关均并列竖向设置在盒体内，所述承接板底部开设有横槽19，所述重力顶板7的上部均设置在横槽19内并且重力顶板的上表面均与承接板的上表面在同一水平面上，所述横槽19与重力顶板7间隙配合，可使重力顶板能自由在横槽内上下运动，重力顶板与横槽宽度的设置以相互不摩擦为准，横槽宽度小于承接板宽度；所述碰撞块4与活动门5之间的间距(即在不受力状态下的弹簧长度)小于活动门5与承接板20的端部之间的最大间距。所述支架13包括下支架14和容纳在下支架内部能上下收缩的上支架15，所述上支架上标有刻度线16；所述压力感应限位装置还包括微型控制器10、与控制器连接并位于重力顶板上的感应压力信号的感应器11、与控制器连接用于显示压力值的显示器12，所述微型控制器10、感应器11均设置在盒体内，所述显示器12位于盒体外部，所述弹性压力开关8与控制器10连接。所述碰撞块4为刚性的立方形结构。所述下支架15设置有内螺纹孔和固定螺栓17，通过固定螺栓17将上支架15固定在下支架14内。固定螺栓通过内螺纹孔与上支架相交。所述上支架15顶部还设置有固定悬丝的横支架18。所述压力感应限位装置的感应器11和弹性压力开关8数量与重力顶板7数量相匹配。所述微型控制器10采用单片机AT89S52，本技术单片机的设置使测量实现智能化，使用方便，演示效果好，效率高，为教学活动开展以及学生的理解带来了方便。下面结合工作原理对本技术进一步说明。本技术在使用中，将凹形滑轨6水平安置在支架13上，压力感应限位装置的盒体放置在支架13底座上，通过上支架15上的横支架、悬丝2预先对落球1与碰撞块4相互碰撞时的同心度进行调节，使落球1的圆心与碰撞块4的中心在同一水平线，调节好后，落球1与上支架15的横支架平行，开始落下，通过悬丝落球做圆弧运动，势能转化为动能，落球1的下落高度可由上支架上的刻度线16获知，在碰撞到碰撞块4后实现落球1与碰撞块4和弹簧9之间的能力转化，碰撞块4在承接板20上滑行，当碰撞块4滑到横槽位置时，对横槽内的重力顶板7产生一压力，重力顶板7上的压力感应器11得到一压力感应信号并将信号传给微型控制器10，在显示器12上显示。通过原先设定的程序，通过微型控制器10控制压力弹性开关8进行工作，压力弹性开关8通过压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能量转化教学演示装置，其特征在于，该能量转化教学演示装置包括支架(13)、通过悬丝(2)悬挂在支架上的落球(1)、承接板(20)、碰撞块(4)、弹簧(9)、活动门(5)、碰撞球(3)、凹形滑轨(6)、压力感应限位装置和显示器(12)，所述的承接板(20)与凹形滑轨(6)设置在同一水平面上，所述的碰撞块(4)和弹簧(9)设置在承接板(20)上，所述的活动门(5)设置在承接板(20)与凹形滑轨(6)连接处，所述弹簧(9)的前端固定在碰撞块(4)的内侧壁上，所述弹簧(9)的另一端抵触到活动门(5)的侧壁上，所述的压力感应限位装置设置承接板(20)下部，所述压力感应限位装置包括盒体、至少三块重力顶板(7)以及设置在重力顶板下端的弹性压力开关(8)，所述至少三块重力顶板(7)和弹性压力开关(8)均并列竖向设置在盒体内，所述承接板(20)上设置有横槽，所述重力顶板(7)的上端部设置在横槽内，且间隙配合，所述重力顶板(7)上端面与承接板(20)的上表面在同一水平面上，所述压力感应限位装置还包括微型控制器(10)和感应器(11)，所述的感应器(11)设置在重力顶板(7)旁以感应压力信号，所述的微型控制器(10)与感应器(11)为电连接，所述弹性压力开关(8)与微型控制器(10)为电连接，所述显示器(12)设置在盒体外部并与微型控制器(10)为电连接。...

【技术特征摘要】
1.一种能量转化教学演示装置，其特征在于，该能量转化教学演示装置包括支架(13)、通过悬丝(2)悬挂在支架上的落球(1)、承接板(20)、碰撞块(4)、弹簧(9)、活动门(5)、碰撞球(3)、凹形滑轨(6)、压力感应限位装置和显示器(12)，所述的承接板(20)与凹形滑轨(6)设置在同一水平面上，所述的碰撞块(4)和弹簧(9)设置在承接板(20)上，所述的活动门(5)设置在承接板(20)与凹形滑轨(6)连接处，所述弹簧(9)的前端固定在碰撞块(4)的内侧壁上，所述弹簧(9)的另一端抵触到活动门(5)的侧壁上，所述的压力感应限位装置设置承接板(20)下部，所述压力感应限位装置包括盒体、至少三块重力顶板(7)以及设置在重力顶板下端的弹性压力开关(8)，所述至少三块重力顶板(7)和弹性压力开关(8)均并列竖向设置在盒体内，所述承接板(20)上设置有横槽，所述重力顶板(7)的上端部设置在横槽内，且间隙配合，所述重力顶板(7)上端面与承接板(20)的上表面在同一水平面上，所述压力感应限位装置还包括微型控制器(10)和感应器(11)...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹志刚，周梓哲，何建新，
申请(专利权)人：九江学院，
类型：新型
国别省市：江西;36