多功能平抛运动仪制造技术

多功能平抛运动仪，包括底座、轨道、轨道支承、小球、运动轨迹描绘装置、运动分解判断装置和水平检测调整装置。该仪器结构简单、紧凑，易于制造、保管，功能多（能完成平抛运动分解实验、平抛运动轨迹描绘实验、各种弹性碰撞实验）、成本低，操作简便、实验误差小，与现有实验仪器相比，平抛运动分解实验可缩短时间６～８分钟，平抛运动轨迹描绘实验可缩短时间约４０分钟，此外，学生能直观地观察实验现象、易于理解实验原理。（*该技术在2000年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于物理教学实验仪器，涉及一种平抛运动仪。物理教学中，演示并验证平抛运动规律的现有实验仪器有“平抛竖落仪”、“平抛运动分解仪”、“碰撞实验器”(见《中学物理实验仪器》，1982年10月由北京出版社出版)。“平抛竖落仪”虽然结构简单，但是功能单一，只能验证平抛运动竖直方向上的分运动是自由落体运动。“平抛运动分解仪”虽然功能有所增加，既能验证平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动，又能验证水平方向的分运动是匀速直线运动，但是结构较复杂，价格偏高，更主要的是仪器的设计原理超出了学生的知识水平和理解能力(中学生对光电门不了解)，给实验现象的解释造成障碍，此外，使用时安装调试繁琐、费时，也不便于描绘平抛运动的轨迹。“碰撞实验器”主要验证弹性碰撞规律，由于小球从轨道上滚下开始做平抛运动，所以可以用来描绘球做平抛运动的轨迹，但使用该仪器研究平抛运动规律存在以下问题(1)描轨迹用的小竖板与仪器主体是分离结构、组装费时且难于调整来符合实验要求；(2)小竖板未用机械方法固定，且实验时把小球打在小竖板上的点作为轨迹点，因而实验误差太大。1990年第1期《物理实验》介绍了一种“研究平抛物体运动实验的新设计”(第21页)，该设计提供的仪器由底座、轨道、轨道支承、运动轨迹描绘装置构成、运动轨迹描绘装置包括一块具有横梁的木板和指针，仍然与仪器主体是分离结构，实验时临时组装，因此同样存在组装费时、使用不方便的问题，此外，该仪器不能用实验描出平抛运动的初始点及附近相当长一段的轨迹点，使所描绘的运动轨迹存在较大误差。本技术的目的在于克服已有技术的不足，提供一种功能全、结构简单、使用方便、实验误差小的平抛运动仪，以提高教学质量、使学生达到教学大纲所要求的实验能力。本技术是对现有平抛运动实验仪器的一种改进，由底座、轨道、轨道支承、小球、运动轨迹描绘装置、运动分解判断装置和水平检测调整装置构成。本技术的具体结构由下面的实施例及其附图给出。附图说明图1为本技术的结构简图；图2为平抛运动分解轨道的主视图；图3为平抛运动分解轨道的俯视图；图4为A－A剖面图；图5为B－B剖面图；图6为底座的结构图。本实施例中，轨道为两套，一套是平抛运动轨道(10)，一套是平抛运动分解轨道(8)，均由弧形槽和平直槽构成。平抛运动轨道为单轨道，起始端设置有小球初始位置确定板(11)，用螺钉(12)固定；平抛运动分解轨道由自由落体运动轨道(25)、平抛运动轨道(26)、匀速直线运动轨道(27)组成，三条轨道为整体结构，起始端安装有一共用的小球控制闸(14)、自由落体运动轨道(25)的末端设置有竖落释放机构(15)，该机构由推杆和弹性钢片组成。运动轨迹描绘装置由描点板(4)、定位螺钉(3)、夹纸板(2)、坐标板(5)、指示针(24)组成。坐标板(5)兼作轨道支承，其形状为1／4圆、靠近直角边的板面上开有一装配用的矩形孔(9)；描点板(4)为矩形板，其中部开有一矩形孔，该孔的尺寸与坐标板(5)的直角边形成的矩形面相匹配。运动分解判断装置由描点板(4)、水平响板(7)、竖落响板(18)组成。水平检测调整装置由挂钉(17)、铅垂体(20)、基准尖(21)、调节螺母(23)组成。底座(1)为矩形板，其上设置有储藏槽(28)和安装槽(29)，储藏槽用来放置小球和指示针。组装时，描点板(4)与安装在底座(1)上的水平轴(22)铰接(水平轴(22)在底座(1)上的安装位置应保证描点板(4)垂直于底座(1)时，与平抛运动轨道(10)末端的距离为小球半径)，座标板(5)穿过描点板(4)上的矩形孔铅垂地固定在底座(1)上，定位螺钉(3)拧入描点板(4)侧面的螺孔内，夹纸板(2)安装在描点板(4)的板面上，平抛运动轨道(10)、平抛运动分解轨道(8)、竖落响板(18)通过螺栓(13)、(16)、(19)平行地安装在座标板(5)的矩形孔(9)处(可沿矩形孔上下调节安装位置)，水平响板(7)安装在平抛运动分解轨道的匀速直线运动轨道(27)上，挂钉(17)安装在座标板(5)的侧面，其上悬挂铅垂体(20)，基准尖(21)安装在底座(1)的上表面、调节螺母(23)安装在底座(1)底部。制作时，底座(1)、描点板(4)既可选用硬木质材料又可选用铝，坐标板(5)可选用层板，轨道可选用铝，竖落响板、水平响板可选用碳素钢。本技术能完成平抛运动分解实验、平抛运动轨迹描绘实验、各种弹性碰撞实验，其使用方法如下1.平抛运动分解实验①调整调节螺母(23)，使铅垂体(20)与基准尖(21)正对；②安装平抛运动分解轨道(8)、竖落响板(18)；③转动描点板(4)，用定位螺钉(3)将其固定在适当的位置；④将小球放入平抛运动轨道(26)，并使其位于小球控制闸(14)内，启动控制闸，小球作平抛运动，在描点板的复习纸下的白纸上打上一点；⑤调节水平响板(7)，使其与所得点在同一竖直平面内、调节竖落响板(18)，使其上表面与所得点在同一水平平面内；⑥在自由落体轨道(25)的竖落释放机构(15)中放好小球，然后再在小球控制闸(14)内的各轨道上放好小球、启动小球控制闸(14)，则可根据三小球与竖落响板(18)、描点板(4)、水平响板(7)接触时产生的响声来验证三小球分别作自由落体运动、平抛运动和匀速直线运动，从而说明平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动，在水平方向的分运动是匀速直线运动。2.平抛运动轨迹描绘实验①调整调节螺母(23)，使铅垂体(20)与基准尖(21)正对；②安装平抛运动轨道(10)；③在描点板(4)上放好白纸、复写纸，并用夹纸板(2)固定；④转动描点板(4)，使其与底座(1)垂直并与平抛运动轨道(10)末端的距离为小球半径；⑤将小球靠近小球初始位置确定板(11)释放，在描点板上打出一点，该点的球心位置即为轨迹的初始点，用指示针(24)在座标板(5)上确定球心的位置，即轨迹点；⑥依次转动描点板(4)，用同样方法即可确定其它轨迹点；⑦用曲线板将所有的轨迹点连接起来即得平抛运动的轨迹；⑧根据轨迹及坐标板(5)板面上的坐标网进行测量、分析，即可找出平抛运动规律。3.各种弹性碰撞实验①将描点板(4)放置在底座(1)上固定；②调整调节螺母(23)，使铅垂体(20)与基准点(21)正对；③在描点板(4)上放好白纸、复写纸，并用夹纸板(2)固定；④安装好轨道，进行碰撞实验。本技术具有以下优点1.仪器为整体结构，所有部件均定位准确、便于组装，因而操作简便实验时能实现教学大纲要求，使学生把主要精力用于观察、测量、读数和分析实验数据。2.结构简单、紧凑，便于制造、保管。3.在平抛运动分解实验中，学生能直观地观察运动状况及实验现象、易于理解实验原理，完成整个实验的时间比现有的“平抛运动分解仪”缩短6～8分钟，并且可以用不同的初速度进行多次实验验证。4.在平抛运动轨迹描绘实验中，能迅速准确地确定轨迹点、完成描绘任务，特别是能用实验手段确定轨迹的初始点及初始点附近的轨迹点、因而所描轨迹误差小，此外，坐标板为学生观察、读数、分析数据带来了方便，与现有实验仪器相比，可缩短实验时间约40分钟，每一小组可节约白纸1／4张。5.功能多，成本低。权利要求1.一种多功能平抛运动仪，包括底座(1)、轨道、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能平抛运动仪，包括底座（１）、轨道、轨道支承、小球，其特征在于还包括运动轨迹描绘装置、运动分解判断装置和水平检测调整装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：成太华，廖国举，
申请(专利权)人：成太华，廖国举，
类型：实用新型
国别省市：51[中国|四川]