[发明专利]一种抛体运动演示仪

说明书

为了快速而准确地验证自由落体运动规律、机械能守恒定律和平抛运动规律，我们提供一种抛体运动演示仪。该演示仪主要由摆锤、支撑杆、短滑杆、光电门、计时器、螺钉、半圆盘、轻质弹簧、支架、面板、水平挡板和底座组成。按照本发明所提供的设计方案，可以测出竖直方向下落的小球在不同高度处的瞬时速度和下落高度，验证自由落体运动规律和机械能守恒定律，能绘出两小球的大致运动轨迹，使学生更直观的理解学习平抛运动，将自由落体、机械能守恒和平抛运动三个实验结合在一个演示仪上，节约成本，更有利于实验探究教学的开展。

技术领域

本发明涉及一种物理教学实验仪器，特别是涉及一种抛体运动演示仪。

背景技术

抛体运动实验是高中物理教学中比较重要的实验，现在大都使用打点计时器来验证自由落体运动规律和机械能守恒定律，重物带动纸带下落，摩擦阻力较大，实验误差也大；平抛运动演示仪实验时，用小锤敲弹性金属片，不能保证每一次都用相同的力敲打，只能定性研究平抛运动，不能绘出物体的运动轨迹，敲打金属片不能保证小球A做平抛运动，总是略向上的斜抛运动，高度无法调节，只能观察到仪器设定的一个高度，演示不具有普遍性。

发明内容

为了克服以上的不足，快速并准确地测出物体自由落下时在不同高度处的瞬时速度，判断出该点的动能和势能变化，描绘出物体做平抛运动的轨迹，更好地得出平抛运动的运动规律，本发明提供一种抛体运动演示仪，涉及一种物理教学实验仪器。该演示仪主要由摆锤、轻杆、支撑杆、短滑杆、小木块、小球A、光电门1、螺母1、光电门2、计时器、螺钉、半圆盘、弹簧框、轻质弹簧、小球B、支架、面板、绘图纸、复写纸和白纸、螺母2、水平挡板、底座、图钉、水平仪、螺杆和支撑脚组成，作为一个整体使用非常方便。按照本发明所提供的设计方案，该演示仪的平抛运动由原来的手动敲打铁片变为由摆锤从固定高度释放撞击短滑杆，每一次都用相同的力敲打，改变挡板高度，可多次进行实验，也可描绘出小球做平抛运动的轨迹，由光电门和计时器自动测出小球竖直方向上的瞬时速度，由定性研究变成定量研究，更有利于实验探究教学的开展。本发明解决其技术问题所采用的方案主要有以下几点。

1.所述的摆锤固定在轻杆的一端，轻杆的另一端套在半圆盘的圆心处的螺钉上，调节螺钉可以固定或放松轻杆，轻杆能绕螺钉转动，半圆盘的边沿有均匀角刻度，半圆盘的下端通过螺钉和支撑杆固定在支架的后面，轻质弹簧安装在弹簧框中间，短滑杆穿过弹簧框和支架顶板中间的空槽挂在弹簧框上，能沿弹簧框自由滑动，自由释放摆锤，摆锤刚好能打在短滑杆上。

2. 所述的光电门2固定在底座、小球A的正下方位置处，不能移动，光电门1固定在水平挡板上，复写纸和白纸铺在水平挡板的上面，绘图纸用图钉固定在面板上面，用来记录小球落下的位置，复写纸和白纸以及绘图纸都可以随时更换，水平挡板两端有空槽，通过螺母1和螺母2固定在支架上，调节螺母1和螺母2，光电门1跟随水平挡板一起可以左右移动，也可以上下移动。

3. 所述的面板上刻有均匀的长度刻度，在自由落体的时间间隔相等处标记有刻度，计时器和水平仪粘贴在底座两端，小木块、弹簧框、光电门2、面板都固定在支架上不能移动，整个演示仪由支撑脚支撑，支撑脚上有螺杆可以调节整个演示仪的平衡。

4. 所述的小球A和小球B是不透光材质，规格相同，直径不超过1.5厘米。

本发明的有益效果是，改变了原始实验用小木锤敲打木块，可能存在斜上抛的现象；可以测出竖直方向下落的小球在不同高度处的瞬时速度和下落高度，验证自由落体运动规律和机械能守恒定律；可以绘出物体做平抛运动的大致轨迹，使学生更直观的理解学习平抛运动，通过比较和分析，就可以得出平抛运动的规律；将自由落体、机械能守恒和平抛运动三个实验结合在一个演示仪上，大大节约了教具成本及放置空间。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，其中图1是本发明的结构示意图。

具体实施例