一种高中物理力学实验用轨道结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高中物理力学实验用轨道结构，包括基板、打点计时器以及小车，在基板另一端上表面开有盲孔，万向球设置在盲孔内，在万向球中部开有螺纹孔，在基板的下表面设有活动槽，螺杆的下段进入至活动槽内，在基板上表面设有导轨，在小车的下表面设有U形槽，导轨的局部置于U形槽内，在U形槽的两侧壁均依次设有多个第一磁块、多个第二磁块，在导轨的两侧壁上均依次设有多个第一磁条、多个第二磁条。当重物带动小车做直线运动时，小车始终沿导轨移动，一旦小车发生偏移时，第一磁条与第一磁块或是第二磁条与第二磁块之间会立即产生相互排斥作用，迫使小车快速回复至初始状态，即确保小车的运动轨迹始终保持为直线。

【技术实现步骤摘要】
一种高中物理力学实验用轨道结构
本技术涉及教学用具，具体涉及一种高中物理力学实验用轨道结构。
技术介绍
在高中物理实现中，物体匀速直线运动、变速直线运动等物理实现，是高中物理课程中必做的物理实验，一般利用一个鞋面或是平面，使一个小车在此鞋面或是平面上运动做演示实验，由于行程短，在纸条上不易选择均匀的计数点，影响实验的准确度，且实验时小车容易滑出斜面或是平面，造成实验装置损坏，迫使实验终止；而采用长斜面或平面进行实验，由于斜面或是平面较长，操作难度增大，且不利于小车的移动和存放；目前市面上同样存在专业的物理实验装置，即力学综合实验器，该类实验器能够满足高中生进行物理实验，但是其结构复杂且体积和重量较大，进而导致移动不便，操作困难，对于一般的高中生来说独立使用该器材的难度过大，无法考量单个学生的实操能力，即达不到物理实验的最终目的；并且在实验过程中，小车在平面上移动时还会出现偏移，即小车的行走路线非直线，使得学员无法取得精确的实验数据，达不到实验教学的目的。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种高中物理力学实验用轨道结构，以解决小车在移动过程中容易出现偏移的问题。本技术通过下述技术方案实现：一种高中物理力学实验用轨道结构，包括基板、打点计时器以及小车，在所述基板一端上表面设有滚轮，小车的一端与打点计时器的纸条连接，小车的另一端通过牵引绳与滚轮连接，在所述基板另一端上表面开有盲孔，万向球设置在盲孔内，且在万向球中部开有螺纹孔，在基板的下表面还设有与盲孔连通的活动槽，螺杆的下段与螺纹孔配合后进入至活动槽内，在基板上表面固定有导轨，在所述小车的下表面设有U形槽，导轨贯穿所述U形槽且导轨的局部置于U形槽内，且在所述U形槽的两侧壁均依次对称设置有多个第一磁块以及多个第二磁块，在导轨的两侧壁上均依次对称设置有多个第一磁条以及多个第二磁条，且第一磁条与第一磁块相对设置，第二磁条与第二磁块相对设置；初始状态下，所述第一磁条与所述第一磁块之间的间距为L，第二磁条与第二磁块之间的间距为L，在小车做直线运动时，当第一磁条与所述第一磁块之间的间距小于L时，第一磁条与所述第一磁块之间相互排斥，当第二磁条与第二磁块之间的间距小于L时，第二磁条与第二磁块之间相互排斥。针对现有的力学综合实验器在进行匀加速直线运动实现中存在的问题，即小车在光滑的皮面上移动容易出现偏移的缺陷，申请人对现有的实验器材进行改进，采用基板作为基准面，在基板上表面设置导轨，且在小车底部开设U形槽，导轨贯穿U形槽，且导轨上部的局部置于U形槽内，而导轨与U形槽的槽壁均不接触，在小车的运动方向上，U形槽的两个槽壁上分别设有多个第一磁块和多个第二磁块，而在导轨的两个侧壁上分别设有多个第一磁条和第二磁条，且初始状态下，第一磁条与第一磁块、第二磁条与第二磁块均一一对应，即第一磁条的S极与第二磁块的S极相对设置，第二磁条的S极与第二磁块的S极相对设置，且两者之间不会产生排斥作用，当重物带动小车做直线运动时，小车始终沿导轨移动，一旦小车发生偏移时，即第一磁条与第一磁块或是第二磁条与第二磁块之间的间距发生变化时，第一磁条与第一磁块或是第二磁条与第二磁块之间会立即产生相互排斥作用，迫使小车快速回复至初始状态，即确保小车的运动轨迹始终保持为直线，以保证在打点计时器的纸条上显示的数值精确无误，方便学员在实验后得出准确结论，增强教学实验效果；并且，在实验结束小车复位时，利用同极相斥的原理，小车能够快速回复，而无需学员进行多次调试，以简化学员在实验之前的准备工序。进一步地，当需要验证小车在不同倾斜度的基准面上的运动情况时，只需固定万向头，然后通过转动螺杆，使得螺杆贯穿活动槽后继续向下延伸，使得打点计时器所在的一端的水平高度增加，基准面由水平状态切换为倾斜状态，并且由于基板的一端至螺杆的距离确定，基板的倾斜度只需对螺杆的下降高度进行测量便可根据直角三角形的勾股定理计算得出，与现有技术中的实验器材相比，操作更加方便。还包括两个端部相互铰接的提升板以及设置在所述活动槽内的挤压块，所述挤压块呈直角三角形，且在所述挤压块的一个直角边上开有弧形槽，初始状态下挤压块的另一个直角边与所述活动槽槽底接触，在所述螺杆的下段外圆周壁上设有与弧形槽相配合的卡环，在所述基板下表面开有卡槽，且两个提升板中的一个提升板的端部与所述卡槽的侧壁铰接，另一个提升板的端部与挤压块的斜边契合；当调整基板倾斜度时，转动螺杆使得挤压块沿竖直方向朝下移动，挤压块推动与之接触的提升板朝靠近基板中线的方向移动。进一步地，在对基板进行倾斜度调节时，单单依靠旋转螺杆容易导致基板发生晃动，位于基板上的打点计时器以及小车的状态容易受到影响，对此，申请人在基板下表面开设卡槽，两个提升板设置在卡槽内，而在活动槽内设有直角三角形的挤压块，螺杆的下段外圆周壁上设有卡环，挤压块的一个直角边上开有与卡环配合的弧形槽，使得挤压块能够随螺杆一并下移，而两个提升板中的一个提升板的端部与挤压块的斜边相契合，即挤压块下移时能够推动提升板绕两个提升板的铰接点进行翻折，进而对基板实现上顶作用，且由于在通孔上设有万向球，即在万向球的转动范围内万向球无法对基板进行限定，此时基板两端受力不均，螺杆所在的一端则开始上移，以实现基板由水平状态朝倾斜状态转变；其中，由于提升板的翻折是通过提升板端部与挤压块之间的相互运动实现的，而并非螺杆与螺纹孔之间的相互配合实现，并且提升板在对基板实现上顶的同时，还会对另一个与卡槽槽壁铰接的提升板产生挤压，使得远离螺杆的基板端部保持静止，且不会产生晃动，以实现基板水平状态平稳过渡至倾斜状态。还包括固定在打点计时器底部的U形的塑料卡扣，所述打点计时器通过卡扣固定在所述导轨上。现有技术中，打点计时器通常固定在小车的运行轨迹初始端，特别是在倾斜的基准面上进行匀变速运动时，打点计时器必须进行固定，而传统固定方式则是在基准面上打孔或是使用螺钉固定，操作十分不便，对此，申请人利用固定在基板上表面上的导轨作为固定底座，在打点计时器底部设有U形的塑料卡扣，使用时，只需将该卡扣扣紧在导轨上即可，并且还能根据小车运行轨迹的长度，及时调整打点计时器的初始位置，安装拆卸方便，省却了打孔或是销钉固定的工序，且U形塑料卡扣具备一定的弹性，且具备足够的夹持力度，能够在对基板进行调节时将打点计时器受到的作用应力消除，确保打点计时器的使用稳定性。多个所述第一磁块以及多个所述第二磁块沿小车的运动方向等距间隔分布，多个所述第一磁条以及多个所述第二磁条沿小车的运动方向等距间隔分布。作为优选，第一磁块与第一磁条一一对应，第二磁块与第二磁条一一对应，能够保证对小车运动时的纠偏效果提高至最大化，且多个第一磁条、多个第二磁条、多个第一磁块以及多个第二磁块均等距间隔设置，在保证其纠偏功能的前提下，能够减少磁条与磁块的设置，减小实验设备的整体重量，便于移动。所述基板以及导轨均采用PPS塑料制成。作为优选，PPS塑料具备质量轻，强度高的特点，而基板与导轨作为匀变速运动实验设备的主要部件，采用该类材质，能够在最大程度降低实验设备的整体重量，方便学员的移动和调节。本技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本技术一种高中物理力学实验用轨道结构，当重物带动小车做直线运动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高中物理力学实验用轨道结构，包括基板(8)、打点计时器(5)以及小车(9)，在所述基板(8)一端上表面设有滚轮(11)，小车(9)的一端与打点计时器(5)的纸条连接，小车(9)的另一端通过牵引绳与滚轮(11)连接，其特征在于：在所述基板(8)另一端上表面开有盲孔，万向球(17)设置在盲孔内，且在万向球(17)中部开有螺纹孔，在基板(8)的下表面还设有与盲孔连通的活动槽(2)，螺杆(1)的下段与螺纹孔配合后进入至活动槽(2)内，在基板(8)上表面固定有导轨(7)，在所述小车(9)的下表面设有U形槽(16)，导轨(7)贯穿所述U形槽(16)且导轨(7)的局部置于U形槽(16)内，且在所述U形槽(16)的两侧壁均依次对称设置有多个第一磁块(12)以及多个第二磁块(15)，在导轨(7)的两侧壁上均依次对称设置有多个第一磁条(13)以及多个第二磁条(14)，且第一磁条(13)与第一磁块(12)相对设置，第二磁条(14)与第二磁块(15)相对设置；初始状态下，所述第一磁条(13)与所述第一磁块(12)之间的间距为L，第二磁条(14)与第二磁块(15)之间的间距为L，在小车(9)做直线运动时，当第一磁条(13)与所述第一磁块(12)之间的间距小于L时，第一磁条(13)与所述第一磁块(12)之间相互排斥，当第二磁条(14)与第二磁块(15)之间的间距小于L时，第二磁条(14)与第二磁块(15)之间相互排斥。...

【技术特征摘要】
1.一种高中物理力学实验用轨道结构，包括基板(8)、打点计时器(5)以及小车(9)，在所述基板(8)一端上表面设有滚轮(11)，小车(9)的一端与打点计时器(5)的纸条连接，小车(9)的另一端通过牵引绳与滚轮(11)连接，其特征在于：在所述基板(8)另一端上表面开有盲孔，万向球(17)设置在盲孔内，且在万向球(17)中部开有螺纹孔，在基板(8)的下表面还设有与盲孔连通的活动槽(2)，螺杆(1)的下段与螺纹孔配合后进入至活动槽(2)内，在基板(8)上表面固定有导轨(7)，在所述小车(9)的下表面设有U形槽(16)，导轨(7)贯穿所述U形槽(16)且导轨(7)的局部置于U形槽(16)内，且在所述U形槽(16)的两侧壁均依次对称设置有多个第一磁块(12)以及多个第二磁块(15)，在导轨(7)的两侧壁上均依次对称设置有多个第一磁条(13)以及多个第二磁条(14)，且第一磁条(13)与第一磁块(12)相对设置，第二磁条(14)与第二磁块(15)相对设置；初始状态下，所述第一磁条(13)与所述第一磁块(12)之间的间距为L，第二磁条(14)与第二磁块(15)之间的间距为L，在小车(9)做直线运动时，当第一磁条(13)与所述第一磁块(12)之间的间距小于L时，第一磁条(13)与所述第一磁块(12)之间相互排斥，当第二磁条(14)与第二磁块(15)之间的间距小于L时，第二磁条(14)与第二磁块(15)之间相互排...

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