[实用新型]多功能物理探究实验演示仪

说明书

技术领域

本实用新型属于教学用具领域，具体涉及一种多功能物理探究实验演示仪。

背景技术

初中课本中对探究牛顿第一定律采用的是让小球在同一高度的斜面上滚动下来，观察在不同材质的水平面上停下的距离，得到的结论是在越光滑的水平面上，小球运动的距离越远，最后通过逻辑推理得出，若水平面为光滑的，小球将一直做匀速直线运动下去。但是，这始终是一个假想实验，没有现实的依据，学生很难打破存在脑海中的前科学概念——认为力是维持物体运动的原因。高中课本中通过物体自由下落过程中动能与势能的变化，从而验证机械能守恒。但是该实验用到打点计时器计算速度很麻烦，纸带与打点计时器间存在很大的摩擦力，导致测量结果有一定的误差。高中课本中对于动能定律的验证是通过几根橡皮筋做功使小车获得速度，同时又由打点计时器和纸带测出速度。该实验在高中教学中很难成功，通常老师都没有验证动能定理。由此，笔者设计出多功能物理探究实验演示仪。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种多功能物理探究实验演示仪，可在很大程度上还原光滑水平面的情况，帮助学生理解牛顿第一定律，同时，该演示仪，还可以探究机械能守恒定律和动能定律。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

多功能物理探究实验演示仪，包括一段竖直设置的弧形导轨和一段水平设置的气垫导轨，所述弧形导轨和气垫导轨上均设置有小球滚动滑槽，所述水平气垫导轨上还设置有小球感应装置，所述水平气垫导轨远离弧形导轨的一侧还设置有弹簧挂钩，所述演示仪还包括设置在弧形导轨一侧用于测量小球初始高度的高度尺和设置在气垫导轨一侧用于测量小球水平运动距离的水平刻度尺。

进一步，所述水平气垫导轨上表面还设置有多个均匀分布的通气孔。

进一步，所述弧形导轨的小球滚动滑槽表面涂有光滑材料。

进一步，所述高度尺为一个可伸缩的刻度尺，该刻度尺可左右滑动的设置在一个滑动轨道内，所述滑动轨道设置在弧形轨道的下方并且一端与水平气垫导轨连接。

进一步，所述小球感应装置包括光敏电阻、非门模块、LED灯和单片机，所述LED灯一端与光敏电阻相连接，另一端与单片机连接，光敏电阻另一端与非门相连接，非门的另一端与单片机相连接，构成闭合回路。

进一步，所述单片机为STC89C52RC单片机。

进一步，所述单片机的Vcc端口与开关相连接，开关与5V的电源的正极相连接，5V的电源的负极与单片机的Gnd端口相连接。

进一步，所述水平刻度尺固定在水平气垫导轨正前方。

进一步，所述气垫导轨的右侧外端还设置有控制器，所述控制器外部有两个按钮，一为气垫导轨开关，二为LED灯控制开关。

进一步，所述水平气垫导轨的尾端还设置有出气导管，所述出气导管与气源相连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单，使用方便，功能多样化，可同时探究牛顿第一定律、机械能守恒定律、动能定理。同时使得获取实验数据更加简洁、准确，改进了高中课本中的打点计时器和纸带试验的不足，该演示仪操作简便，LED灯的测速方式新颖有趣。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的剖面结构示意图；

图3为本实用新型的电路图。

具体实施方式

以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。