一种物理教学用抛物体运动演示装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及教学实验仪器，尤其涉及一种物理教学用抛物体运动演示装置，包括底座、升降装置和投射装置；底座沿水平方向设置，升降装置设置于底座的一端，并位于底座的上方与底座相互垂直；投射装置设置于升降装置的上方，投射装置可转动的与升降装置连接，升降装置上设有角度盘，投射装置设有角度指针；本发明专利技术能够准确的演示不同初始高度、不同初始速度以及不同初始抛出角度对抛出运动的影响，有利于学生对抛体运动的理解和认识，提高学生对运动分解与合成的学习兴趣，提升学生对知识的运用能力。

A demonstration device for projectile motion in Physics Teaching

The invention relates to a teaching experiment instrument, in particular to a demonstration device for throwing objects in physical teaching, including a base, a lifting device, and a projecting device. The base is set in a horizontal direction, the lifting device is set at one end of the base and perpendicular to the base of the base, and the projector is set to the lifting device. Above, the projector can be connected with the lifting device, the lifting device is provided with an angle plate, and the projecting device has an angle pointer. The invention can accurately demonstrate the effect of different initial height, different initial velocity and different initial throwing angles on the throwing motion, which is favorable for students to understand and understand the movement of the projectile. To improve students' interest in sports decomposition and synthesis and enhance their ability to apply knowledge.

【技术实现步骤摘要】
一种物理教学用抛物体运动演示装置
本专利技术涉及教学实验仪器，尤其涉及一种在物理教学中用于对抛体运动状态进行演示的演示装置。
技术介绍
抛体运动是中学物理学习中，一种非常重要的物理运动模型。对其运动状态的分解分析，有利于学生对运动的分解学习。抛体运动包括平抛运动和斜抛运动，其中平抛运动是斜抛运动的一种特殊情况；抛体运动通常可以分解为水平和竖直方向上的两个运动状态，对抛体运动的影响因素包括抛出初始高度、抛出角度、抛出初速度等因素，在传统教学中，仅能抽象地给学生讲解影响抛体运动的各个因素，不能具体的使学生理解各个影响因素究竟是如何对抛体运动的运动状态进行影响的。中国专利技术专利CN101826267A公开了一种斜抛运动演示装置，包括底座、上连杆、下连杆、垂直横梁、水平指示杆、弹簧枪、表盘、数据处理模块以及图表显示模块；其中：所述下连杆的一端与底座连接，下连杆的另一端与上连杆的一端连接，上连杆的另一端设有弹簧枪；所述表盘设置在上连杆和下连杆连接之处，底座一侧固定有垂直横梁，所述垂直横梁上设有水平指示杆；所述的数据处理模块以及图表显示模块设置在垂直横梁上。本专利技术结构简单，使用方便，可以根据实际演示和实验的需要，通过连杆以及表盘等调节斜抛角度，可以演示最远抛射角既与初速度有关，又与初始高度有关，还能方便地调整抛射角到最佳角度，极大方便学生理解和学习斜抛运动有关的物理知识。其在一定程度上为学生演示了抛射角度，初始高度的关系，但是该专利技术专利不能对抛出物的落点进行准确的记录，并且也不能对抛出物所能抛出的最高高度进行记录，使得其不能准确的使学生理解不同的抛出角度对抛体运动具体是如何影响的。使得演示效果不理想，达不到理想的教学效果。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种能够准确记录在抛体运动中，抛出物落点，同时能够记录在不同抛出角度下，抛出物能够达到的最高抛出高度的物理教学用抛物体运动演示装置。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种物理教学用抛物体运动演示装置，包括底座、升降装置和投射装置；底座沿水平方向设置，升降装置设置于底座的一端，并位于底座的上方与底座相互垂直；投射装置设置于升降装置的上方，升降装置用于调整投射装置的垂直高度；底座的上表面设有向下凹陷的承接槽和水平球，底座的下表面设有水平调节件。升降装置包括导向件、第一驱动件和滑动件，滑动件与导向件滑动连接，第一驱动件的一端与底座固定连接，第一驱动件的另一端与滑动件连接，第一驱动件用于驱动滑动件的升降，投射装置设置在滑动件的上方。投射装置包括第二驱动件、投射导轨和抛出物，第二驱动件设置在投射导轨内；投射导轨的一端为封闭端，另一端为开口端，开口端朝向承接槽设置，第二驱动件用于对抛出物提供动力。承接槽的靠近升降装置的一端设有第一收容槽，第一收容槽内设有直尺；承接槽的侧壁，沿承接槽的长度方向设有第一滑轨，第一滑轨的靠近升降装置的一端与第一收容槽连通，直尺与第一滑轨滑动连接；底座的上表面，沿承接槽的长度方向设有长度标尺。导向件包括两个竖直设置的导轨，两个导轨相对设置；第一驱动件包括设置在底座上的第一气缸、与第一气缸的输出轴连接的升降推杆；第一驱动件位于两个导轨之间；滑动件包括与两个导轨滑动连接的滑块、设置在滑块上方的，相对设置的两个支撑块，支撑块沿底座的长度方向设置，支撑块的远离承接槽的一端设有角度盘。投射导轨沿支撑块的长度方向设置，开口端位于支撑块的靠近承接槽的一端，投射导轨的顶部设有转动耳，转动耳上设有第一转轴，第一转轴与支撑块的顶部转动连接，使得投射导轨能够与支撑块发生相对转动；投射导轨的侧壁设有角度指针和锁紧件；支撑块的设有角度盘的一端设有转动滑槽，锁紧件包括轴杆和锁紧帽，轴杆穿过转动滑槽并与转动滑槽滑动连接，锁紧帽与轴杆连接，使得锁紧帽能够将投射导轨与支撑块锁紧。第二驱动件包括设置在投射导轨的内部的弹性件和动力推板；弹性件的一端与封闭端固定连接，弹性件的另一端与动力推板固定连接；动力推板与投射导轨滑动连接。投射导轨的顶部设有滑动槽口，滑动槽口沿投射导轨的长度方向设置，滑动槽口的一侧设有力度标尺，动力推板的顶部设有抵接杆，抵接杆穿过滑动槽口并穿出投射导轨的顶部，抵接杆的靠近力度标尺的一侧设有力度指针。弹性件优选为弹簧，力度标尺是通过弹簧的劲度系数与形变量的乘积来计算得出的，弹簧的劲度系数是由生产时弹簧本身性质决定的，其值为常数；形变量可以直接测得。滑动槽口的另一侧设有支撑条，支撑条沿滑动槽口的长度方向设置，支撑条上设有若干缺口，缺口内设有第二转轴和挡条，挡条通过第二转轴与支撑条转动连接；缺口的数量与力度标尺的刻度相一致，每一个缺口对应一个力度刻度，挡条转动到滑动槽口的上方时，能够挡住抵接杆。还包括高度测量装置，高度测量装置包括PLC控制器、显示屏、控制按钮和若干对射型光电传感器；底座的远离升降装置的一端设有第一立柱，底座的靠近升降装置的一端设有第二立柱；升降装置位于第一立柱和第二立柱之间；对射型光电传感器包括发光部和收光部，发光部设置在第一立柱的靠近第二立柱的一侧，并沿第一立柱的竖直方向等间距设置；收光部设置在第二立柱的靠近第一立柱的一侧，并沿第二立柱的竖直方向等间距设置；第一立柱和第二立柱的竖直高度大于升降装置的竖直高度。PLC控制器与对射型光电传感器电信号连接，用于接收对射型光电传感器发出的信号并记录高度信息，显示屏与PLC控制器电连接，用于显示PLC控制器记录的高度信息；控制按钮包括总电源开关、第一驱动件电源开关、高度上升按钮和高度下降按钮；控制按钮与PLC控制器电连接，PLC控制器与第一驱动件电连接。投射导轨的内表面采用抛光材料制成，抛出物为抛光小球。采用上述技术方案后，与现有技术相比，本专利技术取得了如下有益技术效果：本专利技术采用升降装置，并利用对射型光电传感器对升降装置的高度进行测量，使得在对抛体运动的演示过程中，学生能够清楚的认识到抛体运动的初始高度对抛体运动的影响；将投射装置设置成可转动的方式，并且在升降装置上设置角度盘，能够准确演示在不同的抛出角度的情况下，抛体运动的运动情况；投射装置设置力度标尺，能够准确演示在不同的抛出力度的情况下，抛体运动的运动情况；并且，本专利技术通过设置多个对射型光电传感器，并将升降装置和投射装置设置在对射型光电传感器之间，能够通过对射型光电传感器准确的测量出，抛体运动中，抛出物体所能达到的最大高度，有利于学生对抛体运动的准确理解和掌握，提高学生的学习兴趣和理解能力。附图说明图1是本专利技术物理教学用抛物体运动演示装置的整体结构示意图；图2是本专利技术图1中A处的放大结构示意图；图3是本专利技术图1的另一视角的结构示意图；图4是本专利技术物理教学用抛物体运动演示装置的投射装置的整体结构示意图；图5是本专利技术图3中C处的放大结构示意图；图6是本专利技术图3中B处的放大结构示意图；图7是本专利技术物理教学用抛物体运动演示装置的电路控制结构图；图中：10-底座、11-承接槽、111-收容槽、112-直尺、113-第一滑轨、114-长度标尺、12-水平球、13-水平调节件、131-支撑杆、132-调节旋钮、20-升降装置、21-导向件、211-导轨、22-第一驱动件、221-第一气缸、222-升降推杆、23-滑动件、231-滑块、232-支撑块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物理教学用抛物体运动演示装置，其特征在于，包括底座(10)、升降装置(20)和投射装置(30)；底座(10)沿水平方向设置，升降装置(20)设置于底座(10)的一端，并位于底座(10)的上方与底座(10)相互垂直；投射装置(30)设置于升降装置(20)的上方，升降装置(20)用于调整投射装置(30)的垂直高度；底座(10)的上表面设有向下凹陷的承接槽(11)和水平球(12)，底座(10)的下表面设有水平调节件(13)。

【技术特征摘要】
1.一种物理教学用抛物体运动演示装置，其特征在于，包括底座(10)、升降装置(20)和投射装置(30)；底座(10)沿水平方向设置，升降装置(20)设置于底座(10)的一端，并位于底座(10)的上方与底座(10)相互垂直；投射装置(30)设置于升降装置(20)的上方，升降装置(20)用于调整投射装置(30)的垂直高度；底座(10)的上表面设有向下凹陷的承接槽(11)和水平球(12)，底座(10)的下表面设有水平调节件(13)。2.根据权利要求1所述的一种物理教学用抛物体运动演示装置，其特征在于，升降装置(20)包括导向件(21)、第一驱动件(22)和滑动件(23)，滑动件(23)与导向件(21)滑动连接，第一驱动件(22)的一端与底座(10)固定连接，第一驱动件(22)的另一端与滑动件(23)连接，第一驱动件(22)用于驱动滑动件(23)的升降，投射装置(30)设置在滑动件(23)的上方；投射装置(30)包括第二驱动件(31)、投射导轨(32)和抛出物(33)，第二驱动件(32)设置在投射导轨(32)内；投射导轨(32)的一端为封闭端(321)，另一端为开口端(322)，开口端(322)朝向承接槽(11)设置，第二驱动件(31)用于对抛出物(33)提供动力。3.根据权利要求1所述的一种物理教学用抛物体运动演示装置，其特征在于，承接槽(11)的靠近升降装置(20)的一端设有第一收容槽(111)，第一收容槽(111)内设有直尺(112)；承接槽(11)的侧壁，沿承接槽(11)的长度方向设有第一滑轨(113)，第一滑轨(113)的靠近升降装置(20)的一端与第一收容槽(111)连通，直尺(112)与第一滑轨(113)滑动连接；底座(10)的上表面，沿承接槽(11)的长度方向设有长度标尺(114)。4.根据权利要求2所述的一种物理教学用抛物体运动演示装置，其特征在于，导向件(21)包括两个竖直设置的导轨(211)，两个导轨(211)相对设置；第一驱动件(22)包括设置在底座(10)上的第一气缸(221)、与第一气缸(221)的输出轴连接的升降推杆(222)；第一驱动件(21)位于两个导轨(211)之间；滑动件(23)包括与两个导轨(211)滑动连接的滑块(231)、设置在滑块(231)上方的，相对设置的两个支撑块(232)，支撑块(232)沿底座(10)的长度方向设置，支撑块(232)的远离承接槽(11)的一端设有角度盘(2320)。5.根据权利要求4所述的一种物理教学用抛物体运动演示装置，其特征在于，投射导轨(32)沿支撑块(232)的长度方向设置，开口端(322)位于支撑块(232)的靠近承接槽(11)的一端，投射导轨(32)的顶部设有转动耳(323)，转动耳(323)上设有第一转轴(3231)，第一转轴(3231)与支撑块(232)的顶部转动连接，使得投射导轨(32)能够与支撑块(232)发生相对转动；投射导轨(32)的侧壁设有角度指针(324)和锁紧件(325)；支撑块(232)的设有角度盘(2320)的一端设有转动滑槽(2321)，锁紧件(325)包括轴杆(3251)和锁...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁佐贝，
申请(专利权)人：宁佐贝，
类型：发明
国别省市：四川,51