一种多功能持续性抛体运动实验仪制造技术

本发明专利技术提出了一种多功能持续性抛体运动实验仪，包括：出水管固定块、轨迹标记板、恒流装置和底座储水盒。所述出水管固定块通过强磁材料吸附在所述轨迹标记板上，可以被随意移动；所述轨迹标记板放置在所述底座储水盒中；所述恒流装置设置在所述底座储水盒的后方，且位于所述轨迹标记板的后方。本发明专利技术操作简便，实验数据易于获取，数据处理方便快捷；不仅可以研究平抛运动，还可以研究斜上抛和斜下抛运动。

A multi-functional experimental apparatus for continuous projectile motion

【技术实现步骤摘要】
一种多功能持续性抛体运动实验仪
本专利技术涉及物理演示实验仪器
，尤其涉及一种多功能持续性抛体运动实验仪。
技术介绍
平抛运动是高一物理必修2中的重要教学内容。目前，用于演示平抛运动的实验实验装置通常都包含以下做法：如图1-图2所示，利用末端切线水平的斜槽、白板、复写纸、坐标纸和档杆构成常规平抛运动演示实验仪器。每次将小球从同一高度由静止释放，多次实验取一点，不断的改变档杆的位置，让小球碰撞在档杆上，通过复写纸记录下小球下落不同高度所在的位置。最后，取下坐标纸，用光滑的曲线将所有近似确定的点连接起来，描出平抛运动的运动轨迹，再进行数据处理。由于每次小球都是用手静止释放，给实验带来了实验误差；为了减小实验误差的影响，利用电磁铁将小球吸附住，然后断电释放小球。上述做法在一定程度上，完成了演示平抛运动的运动情况，也记录下了相应信息(包括实验数据)，但它仍然存在以下不足：1.这种做法将不能以更为直接的方式记录下物体做平抛运动时的轨迹，而需要借助档杆来记录小球运动轨迹上的点，但是坐标纸上记录到小球的运动轨迹点时，小球已经完成了和档杆的碰撞，已经不再是小球做平抛运动轨迹上的点，虽然可以通过多次实验来确定一个平均位置作为轨迹上的某一点，但对于时间极其宝贵的课堂来说，这无疑是一种浪费，且所确定的点也是在多个碰撞过程中取的近似点，可能根本就不是小球做平抛运动轨迹上的点。2.这种做法不能完整、连续地呈现做平抛运动的物体的轨迹，因而不利于学生快速地建构起平抛运动的物理模型。3.这种做法不能形象直观的展示、定量的进行计算未知初位置和已知初位置的初速度。4.这种做法不能拓展到不同倾角的抛体运动，不利于学生由平抛运动拓展至其他抛体运动。总之，目前高中物理用于平抛运动教学的这类实验装置，均存在上述不足，因此，有必要对其改进。
技术实现思路
本专利技术为了克服上述不足，提出了一种多功能持续性抛体运动实验仪，包括出水管固定块、轨迹标记板、恒流装置和底座储水盒，所述出水管固定块通过强磁材料吸附在所述轨迹标记板上，且可以改变方位；所述轨迹标记板放置在所述底座储水盒的所述底座支撑架上；所述恒流装置设置在所述底座储水盒外围的后方，且位于所述轨迹标记板的后方。本专利技术提出的多功能持续性抛体运动实验仪中，出水管固定块包括：出水管、连接管、水平仪、刻度校准线和重锤线；所述出水管穿过所述出水管固定块与所述连接管连通；所述连接管通过软管与所述恒流装置的所述恒流出水管连通；所述水平仪设置在所述出水管固定块的上部，用于判断所述出水管固定块的水平状态；所述刻度校准线分别位于所述出水管固定块的两侧，且与所述出水管的轴线在同一平面内；所述重锤线通过细线悬挂在所述出水管固定块上，用于判断所述轨迹标记板的竖直状态。本专利技术提出的多功能持续性抛体运动实验仪中，所述轨迹标记板包括：角度仪、铁片、标记片、标记片滑动槽、传动绳、综合固定槽、拉动块、纵坐标刻度和底座；所述轨迹标记板上能够使用白板笔写画，能在其上快捷地画出水流运动的轨迹；所述角度仪设置在所述轨迹标记板的左上方，与所述铁片的位置前后相对应，用于确定所述出水管中水流的出射方向，演示初速度方向不同的抛体运动；多个所述标记片滑动槽在水平方向上等间距设置，用于所述标记片能够在其中滑动，以改变所述标记片在竖直方向上的位置；所述标记片与所述拉动块通过所述传动绳连接在一起，拉动所述拉动块，即可上下移动所述标记片，当所述标记片的所述十字叉心与水流轨迹的中间位置对齐时，即可将水流轨迹上的点记录下来；再结合所述纵坐标刻度和所述显示灯固定块上标示的数字，即可快速读出所述十字叉心的横、纵坐标。本专利技术提出的多功能持续性抛体运动实验仪中，所述标记片安放在所述标记片滑动槽里，并且其表面与所述轨迹标记板的表面相平；所述标记片上设置有十字标叉；所述十字标叉上的横、纵线的交点位于所述标记片的中心，且与所述标记片滑动槽的中心线重合；所述十字标叉的线宽与所述角度仪上的所述坐标刻度线的线宽相同。本专利技术提出的多功能持续性抛体运动实验仪中，所述拉动块设置在所述传动绳的中间；所述拉动块位于所述轨迹标记板的背面，与所述轨迹标记板间产生摩擦，且所述轨迹标记板透明，易确定所述拉动块的位置，便于拉动，使所述标记片能够在所述标记片滑动槽中上下移动。本专利技术提出的多功能持续性抛体运动实验仪中，所述综合固定槽通过所述固定槽分别设置在所述轨迹标记板的顶部和底部，所述综合固定槽进一步包括：定滑轮、显示灯固定块、固定槽和传动绳通孔；所述标记片滑动槽的中轴线位于所述定滑轮的轴线和所述传动绳通孔所处的平面，以便于所述传动绳能够快速的滑动；所述显示灯固定块只设置在所述轨迹标记板顶部的所述综合固定槽上，且与所述标记片滑动槽一一对应，用于放置显示灯。显示灯位于水流轨迹的正上方，确保其光可以照射在水流上。本专利技术提出的多功能持续性抛体运动实验仪中，所述底座进一步包括：螺孔和水平调节螺杆；所述底座上的所述螺孔与所述底座支撑架上的螺孔一一对应，当所述水平调节螺杆穿过两个所述螺孔时，不仅将所述轨迹标记板固定在所述底座支撑架上，而且还可以调节所述轨迹标记板的竖直状态。本专利技术提出的多功能持续性抛体运动实验仪中，所述恒流装置包括：恒流出水管、堵帽、收集固定管、液位差管、固定环和铁架台；所述恒流出水管垂直穿过所述收集固定管，与所述液位差管连通，确保水流经所述恒流出水管流入所述出水管中，形成初速度恒定的水流，以便演示抛体运动；所述液位差管设置在所述收集固定管中，一端两者齐平，另一端所述收集固定管的高度高于所述液位差管；所述堵帽设置在所述收集固定管和所述液位差管的相齐平的一端，将所述收集固定管和所述液位差管分隔开；所述堵帽进一步包括：进水管和溢水管；所述溢水管与所述收集固定管连通；所述进水管将所述液位差管与所述水泵连通，即所述水泵将所述底座储水盒中的水抽送至所述液位差管中，然后，一部分水体经所述恒流出水管流出，另一部分水从所述液位差管的上端溢出，流入到所述收集固定管中，最后经所述溢水管又流回到下方的所述底座储水盒中。这样就能让水流将抛体运动的轨迹不间断地完整呈现出来。本专利技术提出的多功能持续性抛体运动实验仪中，所述底座储水盒内设置有水泵和底座支撑架；所述底座支撑架用于支撑所述轨迹标记板，确保其不会被淹没在水体中；所述底座储水盒中放置了纱布，用于减缓水流飞溅；所述底座储水盒上，设置了最低水位线和最高水位线，其中最低水位线是确保水流能够长时间持续性的显示抛体运动轨迹，最高水位线是确保水体不会淹没所述轨迹标记板的底座，便于取下。本专利技术多功能持续性抛体运动实验仪的优点包括：1.水不间断地循环流动，使得水流所做的抛体运动的轨迹能清晰、不间断、长时间地显示出来。这十分有利于学生构建抛体运动的物理模型。2.液位差管和出水管间的高度差可以改变。这使得从出水管流出的水，其初速度也随之改变。因而，本专利技术可用于研究不同初速度的水流的运动轨迹，有助于拓展学生的学习空间。3.多个显示灯通过显示灯固定块设置在轨迹标记板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能持续性抛体运动实验仪，其特征在于，包括出水管固定块(1)、轨迹标记板(2)、恒流装置(3)和底座储水盒(4)；所述出水管固定块(1)设置在所述轨迹标记板(2)上，且可以被随意移动；所述轨迹标记板(2)放置在所述底座储水盒(4)中的底座支撑架(42)上；所述恒流装置(3)设置在所述轨迹标记板(2)的背面；其中，/n所述出水管固定块(1)包括：出水管(11)、连接管(12)、刻度校准线(14)和重锤线；/n所述出水管(11)设置在所述出水管固定块(1)上，与所述连接管(12)相通；所述刻度校准线(14)设置在所述出水管固定块(1)的两侧，且与所述出水管固定块(1)的水平轴线和所述出水管(11)的轴线处于同于平面上；/n所述轨迹标记板(2)包括：角度仪(21)、铁片(22)、标记片(23)、标记片滑动槽(24)、传动绳(25)、综合固定槽(26)、纵坐标刻度(28)和底座(29)；/n所述标记片(23)上设置有十字标叉(231)，所述标记片(23)设置在所述标记片滑动槽(24)内，能通过所述传动绳(25)在所述标记片滑动槽(24)内上下滑动；/n所述综合固定槽(26)包括：定滑轮(261)、显示灯固定块(262)、固定槽(263)和传动绳通孔(264)；所述综合固定槽(26)通过所述固定槽(263)设置在所述轨迹标记板(2)的顶部和底部；/n所述定滑轮(261)的轴线位于所述标记片滑动槽(24)的中线和所述传动绳通孔(264)所确定的平面，便于拉动所述标记片(23)；/n所述底座(29)用于支撑所述轨迹标记板(2)；所述底座(29)包括：螺孔(291)和水平调节螺杆(292)；所述螺孔(291)、所述水平调节螺杆(292)和所述重锤线三者配合使用，以判断所述轨迹标记板(2)的竖直程度；/n所述恒流装置(3)设置在所述底座储水盒(4)外且偏后的上方；所述恒流装置(3)包括恒流出水管(31)、堵帽(32)、收集固定管(33)、液位差管(34)、固定环(35)和铁架台(36)；/n所述恒流出水管(31)垂直穿过所述收集固定管(33)上的所述恒流出水管通孔(331)，与所述液位差管(34)相连通，且所述液位差管(34)设置在所述收集固定管(35)内，所述液位差管(34)的高度低于所述收集固定管(35)的高度，确保所述恒流出水管(31)的出水速度恒定不变；/n所述堵帽(32)进一步包括：进水管(321)和溢水管(322)；所述进水管(321)与所述液位差管(34)连通；所述溢水管(322)与所述收集固定管(33)连通；/n所述恒流装置(3)通过所述固定环(35)设置在所述铁架台(36)上，确保所述恒流装置(3)与所述出水管(11)管口存在高度差，能形成恒定的出射水流；/n所述底座储水盒(4)用于储存和收集水，所述底座储水盒(4)内设置有水泵(41)和底座支撑架(42)；所述水泵(41)通过软管与所述进水管(321)连通，将水抽送到上方的所述恒流装置(3)中，形成恒定的出射水流。/n...

【技术特征摘要】
1.一种多功能持续性抛体运动实验仪，其特征在于，包括出水管固定块(1)、轨迹标记板(2)、恒流装置(3)和底座储水盒(4)；所述出水管固定块(1)设置在所述轨迹标记板(2)上，且可以被随意移动；所述轨迹标记板(2)放置在所述底座储水盒(4)中的底座支撑架(42)上；所述恒流装置(3)设置在所述轨迹标记板(2)的背面；其中，
所述出水管固定块(1)包括：出水管(11)、连接管(12)、刻度校准线(14)和重锤线；
所述出水管(11)设置在所述出水管固定块(1)上，与所述连接管(12)相通；所述刻度校准线(14)设置在所述出水管固定块(1)的两侧，且与所述出水管固定块(1)的水平轴线和所述出水管(11)的轴线处于同于平面上；
所述轨迹标记板(2)包括：角度仪(21)、铁片(22)、标记片(23)、标记片滑动槽(24)、传动绳(25)、综合固定槽(26)、纵坐标刻度(28)和底座(29)；
所述标记片(23)上设置有十字标叉(231)，所述标记片(23)设置在所述标记片滑动槽(24)内，能通过所述传动绳(25)在所述标记片滑动槽(24)内上下滑动；
所述综合固定槽(26)包括：定滑轮(261)、显示灯固定块(262)、固定槽(263)和传动绳通孔(264)；所述综合固定槽(26)通过所述固定槽(263)设置在所述轨迹标记板(2)的顶部和底部；
所述定滑轮(261)的轴线位于所述标记片滑动槽(24)的中线和所述传动绳通孔(264)所确定的平面，便于拉动所述标记片(23)；
所述底座(29)用于支撑所述轨迹标记板(2)；所述底座(29)包括：螺孔(291)和水平调节螺杆(292)；所述螺孔(291)、所述水平调节螺杆(292)和所述重锤线三者配合使用，以判断所述轨迹标记板(2)的竖直程度；
所述恒流装置(3)设置在所述底座储水盒(4)外且偏后的上方；所述恒流装置(3)包括恒流出水管(31)、堵帽(32)、收集固定管(33)、液位差管(34)、固定环(35)和铁架台(36)；
所述恒流出水管(31)垂直穿过所述收集固定管(33)上的所述恒流出水管通孔(331)，与所述液位差管(34)相连通，且所述液位差管(34)设置在所述收集固定管(35)内，所述液位差管(34)的高度低于所述收集固定管(35)的高度，确保所述恒流出水管(31)的出水速度恒定不变；
所述堵帽(32)进一步包括：进水管(321)和溢水管(322)；所述进水管(321)与所述液位差管(34)连通；所述溢水管(322)与所述收集固定管(33)连通；
所述恒流装置(3)通过所述固定环(35)设置在所述铁架台(36)上，确保所述恒流装置(3)与所述出水管(11)管口存在高度差，能形成恒定的出射水流；
所述底座储水盒(4)用于储存和收集水，所述底座储水盒(4)内设置有水泵(41)和底座支撑架(42)；所述水泵(41)通过软管与所述进水管(321)连通，将水抽送到上方的所述恒流...

【专利技术属性】
技术研发人员：林亚萍，景培书，余登炯，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海;31