一种平抛运动试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种平抛运动试验装置，该平抛运动试验装置包括：基座、展示面板、小球滑道、电磁铁、落球挡板、光电传感器、压力传感器、计时器、处理器、显示器等。该平抛运动实验装置可以检测小球平抛运动的时间；可在显示屏显示小球平抛运动的轨迹；小球由电磁铁控制释放，实验结果更加精确；可展示竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动。

【技术实现步骤摘要】
一种平抛运动试验装置
本技术涉及物理实验装置，特别涉及一种平抛运动试验装置。
技术介绍
现有的中学物理平抛实验仪结构简单，需要多次抛放小球、移动小球接收板，根据小球落点，测量距离，然后在纸上逐个描点，用平滑的曲线连接，才能得到小球运动轨迹，现有的平抛实验仪小球运动的时间不能得出，不能直接观测小球运动轨迹。并且，释放小球的方式多为人手释放，每次释放小球的位置有较大误差。因此，需要一种能有效地解决上述缺点的新型平抛运动实验装置。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种平抛运动实验装置。该平抛运动试验装置包括：基座，其水平放置在试验台上；展示面板，其竖直连接在所述基座上；第一小球滑道，其安装于展示面板上部一侧且其上表面具有供小球滑动的凹槽，所述第一小球滑道包含弧形部和平直部，所述弧形部位于所述平直部上方，且所述平直部与所述基座的上表面平行；第一电磁铁，所述第一电磁铁安装于第一小球滑道的弧形部位置处；落球挡板，所述落球挡板安装在展示面板底部；光电传感器，所述光电传感器安装在第一小球滑道凹槽的出口处或展示面板上与凹槽出口对应的位置，用于感测小球的到达；压力传感器，所述压力传感器安装于落球挡板上，用于检测小球下落；计时器，其记录从光电传感器感测到小球到达到压力传感器检测到小球落地所经历的运动时间；处理器，与第一电磁铁相连接，控制第一电磁铁的通电状态；所述处理器还与光电传感器、压力传感器和计时器相连接，基于来自光电传感器和压力传感器的信号控制所述计时器的计时。优选地，所述平抛运动试验装置还包括：可伸缩的连杆，其安装于展示面板顶部。用于捕捉小球运动轨迹的图像采集器，所述图像采集器安装在可伸缩的连杆末端。显示屏，用于显示图像采集器捕捉的小球运动轨迹和/或运动时间。优选地，所述平抛运动试验装置还包括：第二小球滑道，设于展示面板底部、第一小球滑道正下方的位置，所述第一小球滑道包含弧形部和平直部，平直部与落球挡板平齐。第二电磁铁，所述第二电磁铁安装于第二小球滑道的弧形部位置处。优选地，所述平抛运动试验装置还包括：第三电磁铁。所述第三电磁铁设于展示面板上，第三电磁铁的下端与第一小球滑道的平直部平齐。优选地，所述平抛运动试验装置还包括：滑杆。所述滑杆水平安装在展示面板上，第三电磁铁嵌合在所述滑杆上，第三电磁铁可在所述滑杆上滑动。优选地，所述平抛运动试验装置还包括：水平仪。所述水平仪安装在基座中央位置。优选地，所述平抛运动试验装置还包括：安装在基座四角边缘位置的调节螺母。优选地，所述第一小球滑道和第二小球滑道带有指示小球初始位置的刻度线。优选地，所述展示面板上带有指示小球位置的坐标系。优选地，所述第一电磁铁在第一小球滑道弧形部的安装位置可调节，第二电磁铁在第二小球滑道弧形部的安装位置可调节。本实验新型中的平抛运动实验装置的有益效果有：(1)精确检测小球平抛运动的时间；(2)可在显示屏显示小球平抛运动的轨迹；(3)小球由电磁铁控制释放，实验结果更加精确；(4)可展示竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动；(5)可保证平抛运动实验装置保持水平，减小实验误差。应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本技术所要求保护内容的限制。附图说明参考随附的附图，本技术更多的目的、功能和优点将通过本技术实施方式的如下描述得以阐明，其中：图1是本技术中平抛运动实验装置的结构示意图。具体实施方式通过参考示范性实施例，本技术的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本技术并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本技术的具体细节。在下文中，将参考附图描述本技术的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件。本技术的提供一种平抛运动实验装置。如图1所示，该平抛运动试验装置包括：基座1、展示面板2、第一小球滑道3、第一电磁铁5、落球挡板16、光电传感器15、压力传感器(未示出)、计时器(未示出)、处理器13等。基座1水平放置在试验台上。展示面板2竖直连接在基座1上。第一小球滑道3安装于展示面板2上部一侧且其上表面具有供小球滑动的凹槽，第一小球滑道3包含弧形部和平直部，弧形部位于平直部上方，方便为小球下滑，且平直部与基座1的上表面平行，保证平抛运动的初始速度方向水平。第一电磁铁5安装于第一小球滑道3弧形部。第一电磁铁5通电时，带有磁性，可吸附住金属材质的小球4，使小球停留在滑道内；第一电磁铁5断电时，磁性消失，小球4释放，在重力作用下开始运动，并从平直部末端抛出。小球由电磁铁控制释放，可避免手动操作带来的不便，且使实验结果更加精确。落球挡板16水平安装在展示面板2底部，从平直部末端抛出的小球落在落球挡板16上。光电传感器15安装在第一小球滑道3凹槽的出口处或展示面板2上与凹槽出口对应的位置，用于感测小球4的到达。压力传感器安装于落球挡板16上，能够检测出小球4落到落球挡板16上。计时器用于记录光电传感器15感测到小球4的时间和压力传感器检测到小球4落地的时间。处理器13安装在基座1或展示面板2外部或内部，可经由导线与第一电磁铁5相连接，控制第一电磁铁5的通电状态。处理器13还与光电传感器15、压力传感器和计时器连接。当小球4脱离第一小球滑道3时，光电传感器15能够感测到小球并生成感测信号，处理器13基于感测信号控制计时器开始计时，当小球4落入落球挡板16时，压力传感器检测到信号，将信号传到处理器，处理器13基于压力传感器感测到的信号控制计时器结束计时。在本技术的一个实施例中，计时器可以在处理器13内部，作为其中的一个功能模块使用，计时器也可以设置在处理器13外部。利用光电传感器15、压力传感器和计时器，能够精确检测平抛运动的运动时间。在本技术一优选实施方式中，落球挡板16上的压力传感器为沿着挡板长度方向设置的传感器阵列，其能够检测小球落在落球挡板16上的精确位置。在本技术一优选实施方式中，平抛运动试验装置还可包括：图像采集器9、连杆10以及显示屏20。可伸缩的连杆10安装于展示面板顶部，并具有垂直于展示面板的第一弯折部和平行于第二面板的第二弯折部。优选地，第一弯折部和第二弯折部都可以设置为可伸缩。在本技术的一个实施例中，连杆10安装在展示面板2顶部中央位置。图像采集器9安装在可伸缩的连杆10的第二弯折部的末端，用于捕捉小球4的运动轨迹，图像采集器9相对于展示面板2的位置可根据实验需求调节，使图像采集器9可完整捕捉到小球运动的轨迹。显示屏20用于显示小球4运动轨迹和运动时间。图像采集器和显示屏20都连接处理器，控制器控制图像采集器9捕捉小球4的运动轨迹，并将捕捉到的运动轨迹显示在显示屏20上。在本技术另一优选实施方式中，平抛运动试验装置还可包括：第二小球滑道4和第二电磁铁6。第二小球滑道4用于展示小球水平方向匀速直线运动，第二小球滑道4设于展示面板2底部、第一小球滑道3正下方的位置，第一小球滑道3包含弧形部和平直部，平直部与落球挡板16平齐。利用第一小球滑道和第二小球滑道，可同时展示竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动。第二电磁铁6安装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平抛运动试验装置，其特征在于，该平抛运动试验装置包括：基座，其水平放置在试验台上；展示面板，其竖直连接在所述基座上；第一小球滑道，其安装于展示面板上部一侧且其上表面具有供小球滑动的凹槽，所述第一小球滑道包含弧形部和平直部，所述弧形部位于所述平直部上方，且所述平直部与所述基座的上表面平行；第一电磁铁，所述第一电磁铁安装于第一小球滑道的弧形部位置处；落球挡板，所述落球挡板安装在展示面板底部；光电传感器，所述光电传感器安装在第一小球滑道凹槽的出口处或展示面板上与凹槽出口对应的位置，用于感测小球的到达；压力传感器，所述压力传感器安装于落球挡板上，用于检测小球下落；计时器，其记录从光电传感器感测到小球到达到压力传感器检测到小球落地所经历的运动时间；处理器，与第一电磁铁相连接，控制第一电磁铁的通电状态；所述处理器还与光电传感器、压力传感器和计时器相连接，基于来自光电传感器和压力传感器的信号控制所述计时器的计时。

【技术特征摘要】
1.一种平抛运动试验装置，其特征在于，该平抛运动试验装置包括：基座，其水平放置在试验台上；展示面板，其竖直连接在所述基座上；第一小球滑道，其安装于展示面板上部一侧且其上表面具有供小球滑动的凹槽，所述第一小球滑道包含弧形部和平直部，所述弧形部位于所述平直部上方，且所述平直部与所述基座的上表面平行；第一电磁铁，所述第一电磁铁安装于第一小球滑道的弧形部位置处；落球挡板，所述落球挡板安装在展示面板底部；光电传感器，所述光电传感器安装在第一小球滑道凹槽的出口处或展示面板上与凹槽出口对应的位置，用于感测小球的到达；压力传感器，所述压力传感器安装于落球挡板上，用于检测小球下落；计时器，其记录从光电传感器感测到小球到达到压力传感器检测到小球落地所经历的运动时间；处理器，与第一电磁铁相连接，控制第一电磁铁的通电状态；所述处理器还与光电传感器、压力传感器和计时器相连接，基于来自光电传感器和压力传感器的信号控制所述计时器的计时。2.根据权利要求1所述的平抛运动试验装置，其特征在于，所述平抛运动试验装置还包括：可伸缩的连杆，其安装于展示面板顶部，并具有垂直于展示面板的第一弯折部和平行于第二面板的第二弯折部；用于捕捉小球运动轨迹的图像采集器，所述图像采集器安装在可伸缩的连杆的第二弯折部末端；显示屏，用于显示图像采集器捕捉的小球运动轨迹和/或运动时间。3.根据权利要求1所述的平抛...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄德利，
申请(专利权)人：黄德利，
类型：新型
国别省市：山东,37