一种引力弹弓效应演示仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种引力弹弓效应演示仪，包括平台、三段式导轨、行星模拟装置和均质铁球，所述三段式导轨包括释放器、下坡、半环形水平段和上坡，所述释放器安装在下坡的起始端，并能以恒定的初速度释放均质铁球，所述半环形水平段的进口与下坡的末端连通，所述上坡的起始端与半环形水平段的出口连通，并以半环形水平段的中线与下坡对称设置，所述上坡的高度高于下坡的高度，并且上坡和下坡的坡面长度相同，所述行星模拟装置包括电机、连接杆和矩形磁铁，所述电机的输出轴可转动的安装在半环形水平段的圆心位置，所述连接杆一端固连在输出轴上，另一端固连有矩形磁铁，本实用新型专利技术结构简单，使用方便，结果更加直观。

A Demonstrator of Gravitational Slingshot Effect

【技术实现步骤摘要】
一种引力弹弓效应演示仪
本技术涉及物理教学用具的
，具体为一种引力弹弓效应演示仪。
技术介绍
中学生从课外读物中了解到太空探测船可以不用耗费能量而借助行星增加速度，即引力弹弓效应；但是对这种现实中看不到的现象往往难以理解和想象；模拟太空探测船掠过行星的情形，将这一规律演示出来，有助于学生理解其中的力学原理。现在并没有一个很好的演示装置，用来帮助学生理解。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种引力弹弓效应演示仪，可以更加直观的帮助学生理解，避免了均质铁球在启动时候，本身具有的动能给实验带来的误差。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种引力弹弓效应演示仪，包括平台、三段式导轨、行星模拟装置和均质铁球，所述三段式导轨包括释放器、下坡、半环形水平段和上坡，所述释放器安装在下坡的起始端，并能以恒定的初速度释放均质铁球，所述半环形水平段的进口与下坡的末端连通，所述上坡的起始端与半环形水平段的出口连通，并以半环形水平段的中线与下坡对称设置，所述上坡的高度高于下坡的高度，并且上坡和下坡的坡面长度相同，所述行星模拟装置包括电机、连接杆和矩形磁铁，所述电机的输出轴可转动的安装在半环形水平段的圆心位置，所述连接杆一端固连在输出轴上，另一端固连有矩形磁铁，所述矩形磁铁的磁极沿连接杆正对半环形水平段的圆心。优选的，所述三段式导轨由塑料材质制成。进一步的，所述释放器包括矩形板、弹簧、活塞杆和活塞套，所述释放器开设有竖向设置的进球通道、水平设置的出球通道以及连通进球通道和出球通道的直角连接区，所述出球通道与下坡的起始端连接，并处于同一高度，所述直角连接区在位于下方的转角处开设有安装槽，所述矩形板可滑动的安装在安装槽的上口，所述活塞套固定安装在安装槽的底部，所述弹簧安装在活塞套的底部，所述活塞杆可滑动的安装在活塞套内，并支撑在矩形板的底部，弹簧支撑活塞杆，以使矩形板突出安装槽的上口，所述矩形板位于均质铁球下降的路径上。优选的，所述进球通道的直径略大于均质铁球的直径。优选的，所述上坡的终止端水平设置有置球平台。优选的，所述进球通道内设置有用于减缓均质铁球下降速度的摩擦层。与现有技术相比，本技术的有益效果如下：均质铁球代表飞行器，三段式导轨代表飞行器的飞行轨迹，行星模拟装置代表行星，均质铁球从下坡的起始端接近初速度为0的释放，并沿三段式轨道运行时候，最后可达到位于更高的置球平台上，足以证明均质铁球在经过行星模拟装置时候，其动能得到增加，减少了均质铁球在释放的时候，其本身具有的动力，更进一步的证明了结果的正确性。附图说明图1为本技术俯视图；图2为本技术的下坡和释放器的装配后的剖视图；图3为本技术的上坡剖视图；图4为本技术的释放器剖视图。图中：平台-1、三段式导轨-2、行星模拟装置-3、释放器-4、下坡-5、半环形水平段-6、上坡-7、下坡的起始端-8、下坡的末端-9、上坡的起始端-10、下坡的终止端-11、置球平台-12、电机-13、连接杆-14、矩形磁铁-15、矩形板-16、弹簧-17、活塞杆-18、活塞套-19、进球通道-20、出球通道-21、直角连接区-22、安装槽-23、摩擦层-24、均质铁球-25。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参考附图，本技术提供一种引力弹弓效应演示仪，包括平台1、三段式导轨2、行星模拟装置3和均质铁球25，所述三段式导轨2包括释放器4、下坡5、半环形水平段6、上坡7，所述释放器4安装在下坡5的起始端8，并能以恒定的初速度释放均质铁球，也可以理解成，使均质铁球的初速度接近0，所述半环形水平段6的进口与下坡5的末端9连通，所述上坡7的起始端10与半环形水平段6的出口连通，并以半环形水平段6的中线与下坡5对称设置，所述上坡5的高度高于下坡7的高度，并且上坡5和下坡7的坡面长度相同，也就是说保证坡面与均质铁球之间的摩擦耗能大致相同，同时，均质铁球需要更多的动力能够进入到下坡7的终止端11，上坡7的终止端11水平设置有置球平台12，所述行星模拟装置3包括电机13、连接杆14和矩形磁铁15，所述电机13的输出轴可转动的安装在半环形水平段6的圆心位置，所述连接杆14一端固连在输出轴上，另一端固连有矩形磁铁15，所述矩形磁铁15的磁极沿连接杆14正对半环形水平段6的圆心，可见电机13在启动的时候，矩形磁铁15均速转动，始终保持正对电机13的磁极，如此可以模拟行星在自转时候的状态，在均质铁球经过半环形水平段6，可以模拟飞行器进入到行星轨道的状态。具体的，所述三段式导轨2由塑料材质制成，也就是说，三段式导轨2可以引导均质铁球运行，但是不会干扰磁力的传递，同时值得指出的是，三段式导轨2的材料可以有更多选择，只要不干扰磁力传递即可。具体的，所述释放器4包括矩形板16、弹簧17、活塞杆18和活塞套19，所述释放器4开设有竖向设置的进球通道20、水平设置的出球通道21以及连通进球通道20和出球通道21的直角连接区22，进球通道20的直径略大于均质铁球的直径，进球通道20内设置有用于减缓均质铁球下降速度的摩擦层24，摩擦层24显然可以与均质铁球接触的，利用摩擦力减少均质铁球下降的速度，从而控制了均质铁球撞击到矩形板16的动能，所述出球通道21与下坡7的起始端8连接，并处于同一高度，也就是没高度差，所述直角连接区22在位于下方的转角处开设有安装槽23，也可以这样理解，进球通道20、出球通道21和直角连接区22组成了L形通道，直角连接区22是位于该L形通道的拐角位置，其位于下方的转角也就是L形通道位于外侧的直角边上，同时，安装槽23是开设在位于外侧的直角边的两面上的，所述矩形板16可滑动的安装在安装槽23的上口，优选的，在安装槽23上设置引导轨道，在矩形板16上开设有可与引导轨道滑动配合的滑槽，如此保证了矩形板16可以平稳的升降，所述活塞套19固定安装在安装槽23的底部，所述弹簧17安装在活塞套19的底部，所述活塞杆18可滑动的安装在活塞套19内，并支撑在矩形板16的底部，弹簧17支撑活塞杆18，以使矩形板16突出安装槽23的上口，所述矩形板16位于均质铁球下降的路径上，也就是均质铁球在沿进球通道20下降时候，必然会撞击到矩形板16上，因为均质铁球的下降速度较慢，其撞击到矩形板16上，弹簧17被压缩，在压缩后的弹簧17释放后，会推动均质铁球向出球通道21外滑动，从而保证了均质铁球滚出的速度可以得到控制，减少了均质铁球本身的初速度对实验结果的影响。工作原理：将均质铁球缓慢释放入进球通道20内，在摩擦层24的作用，均质铁球可以以较慢速度撞击到矩形板16上，并使弹簧17具有弹性势能，在最后撞击到直角连接区22底部时候，矩形板16会推动均质铁球向出球通道21外滚动，因为弹簧17的弹性势能有限，均质铁球具有向外侧滚动的动能，但是本身具有的速度有限，接下来，均质铁球沿三段式导轨2滚动，并在矩形磁铁16的带动下，均质铁球会加速向上坡7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种引力弹弓效应演示仪，包括平台，其特征在于，还包括三段式导轨、行星模拟装置和均质铁球，所述三段式导轨包括释放器、下坡、半环形水平段和上坡，所述释放器安装在下坡的起始端，并能以恒定的初速度释放均质铁球，所述半环形水平段的进口与下坡的末端连通，所述上坡的起始端与半环形水平段的出口连通，并以半环形水平段的中线与下坡对称设置，所述上坡的高度高于下坡的高度，并且上坡和下坡的坡面长度相同，所述行星模拟装置包括电机、连接杆和矩形磁铁，所述电机的输出轴可转动的安装在半环形水平段的圆心位置，所述连接杆一端固连在输出轴上，另一端固连有矩形磁铁，所述矩形磁铁的磁极沿连接杆正对半环形水平段的圆心。

【技术特征摘要】
1.一种引力弹弓效应演示仪，包括平台，其特征在于，还包括三段式导轨、行星模拟装置和均质铁球，所述三段式导轨包括释放器、下坡、半环形水平段和上坡，所述释放器安装在下坡的起始端，并能以恒定的初速度释放均质铁球，所述半环形水平段的进口与下坡的末端连通，所述上坡的起始端与半环形水平段的出口连通，并以半环形水平段的中线与下坡对称设置，所述上坡的高度高于下坡的高度，并且上坡和下坡的坡面长度相同，所述行星模拟装置包括电机、连接杆和矩形磁铁，所述电机的输出轴可转动的安装在半环形水平段的圆心位置，所述连接杆一端固连在输出轴上，另一端固连有矩形磁铁，所述矩形磁铁的磁极沿连接杆正对半环形水平段的圆心。2.根据权利要求1所述的一种引力弹弓效应演示仪，其特征在于：所述三段式导轨由塑料材质制成。3.根据权利要求1所述的一种引力弹弓效应演示仪，其特征在于：所述释放器包括矩形板...

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