[发明专利]一种机械能守恒条件实验仪

说明书

为了更好地理解并应用机械能守恒条件知识，本发明提供一种机械能守恒条件实验仪，主要包括左侧板、摩擦条、轻质弹簧、光电门、刻度尺、计时器、底板、右侧板、遮光片、滑杆、滑块、调节螺母、顶板、水平仪等部分，其中顶板、左侧板、底板和右侧板组成一个“口”字形框架，刻度尺和滑杆水平固定在左侧板和右侧板之间，在滑杆上方有一硬质摩擦条，轻质弹簧左端固定在左侧板上，右侧挂在滑块上，在两滑杆中间。本发明通过不同的放置方式来分别探究系统在弹力、弹力与摩擦力、重力与弹力、重力与弹力和摩擦力一起做功的情况下机械能是否守恒，从而验证机械能守恒的条件，方便直观，可提高教学的效率。

技术领域

本发明涉及一种中学物理教学与实验仪器，尤其涉及一种机械能守恒条件实验仪。

背景技术

在高中《物理》教材中的“机械能守恒定律”一节中，教材着重通过理论分析了在只有重力做功的物理系统内，动能与重力势能可以互相转化，而总的机械能保持不变；然后同理证明在只有弹力做功的物理系统内也是如此，整个过程都是理论推导，在应用相关知识解题时，对于只有重力做功的情形，学生勉强都能正确处理，当题目中出现弹簧时学生就不知所措了。这种理论推导的方法欠缺直观性，学生的学习兴趣较低，教学效果一般。

发明内容

为了增强教学的直观性，激起学生的兴趣，调动学生的积极性，本发明提供一种机械能守恒条件实验仪。该实验仪通过不同的放置方式来分别探究系统在弹力、弹力与摩擦力、重力与弹力、重力与弹力和摩擦力一起做功的情况下机械能是否守恒，从而验证机械能守恒的条件。本发明解决其技术问题所采用的方案主要有以下几点。

1、本发明提供的一种机械能守恒条件实验仪包括左侧板、摩擦条、绒布、轻质弹簧、光电门、读数窗、刻度尺、信号线、计时器、第一调平螺栓、底板、第一水平仪、弧形支撑架、第一调节螺母、右侧板、遮光片、滑杆、滑块、第二调节螺母、空槽、第二调平螺栓、顶板、第二水平仪，其中顶板、左侧板、底板和右侧板组成一个“口”字形框架，刻度尺和滑杆水平固定在左侧板和右侧板之间，滑杆在上，刻度尺在下，不能移动，在滑杆上方有一水平的下侧附有包着海绵的绒布的硬质摩擦条，摩擦条可以移动，通过第二调节螺母穿过左侧板和右侧板上对称的空槽来控制摩擦条的位置改变，轻质弹簧左端固定在左侧板上，右侧挂在滑块上，在两滑杆中间，轻质弹簧可以取下更换。

2、所述的滑块由两个单孔滑块组装而成，孔中间嵌有滚珠，滑块与滑杆间摩擦力小，滑块的下方固定有一个遮光片，遮光片随滑块移动时恰好能从固定在刻度尺上的光电门中央通过，调节第一调节螺母，光电门可以沿刻度尺左右移动，下方留有一读数窗，在光电门左边固定有带轻质弹簧的斜开口的单向挡块，光电门的信号线在“口”字形框架后面与计时器连接，信号线足够长，计时器不固定，可根据需要改变摆放位置，在底板和右侧板相交的转角处固定有弧形支撑架，底板上固定有第一水平仪，当本发明水平放置时，调节两个第一调平螺栓可以使底板水平，右侧板上固定有第二水平仪，当本发明竖直放置时，调节两个第二调平螺栓可以使右侧板水平。

本发明的有益效果是本实验仪操作简单，方便直观，可提高教学的效率。本实验仪通过不同的放置方式来分别探究系统在弹力、弹力与摩擦力、重力与弹力、重力与弹力和摩擦力一起做功的情况下机械能是否守恒，从而验证机械能守恒的条件，且有具体的实验数据作支撑，当题目中出现轻质弹簧时学生就很容易想起相关的实验模型了，更容易应用相关知识去解决实际问题；整个实验过程直观性强，学生的学习兴趣提高，让更多学生通过亲身经历获得更加直观的印象，从而加强对理论知识的理解，教学效果良好。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，其中图1是本发明水平放置的结构示意图，图2为本发明竖直放置的结构示意图，图3为本发明一种演示示意图。

具体实施方式

本发明提出了一种机械能守恒条件实验仪，能直观地验证机械能守恒定律的条件。