[實用新型]一種平拋運動瞬時速度方向確定裝置

有效

• 申請號: 201520996700.0
• 申請日: 2015-12-04
• 公開（公告）號: CN205318713U
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 曹丕顯;姜壽莉;周珊竹;陳梓芃
• 申請（專利權）人: 深圳市萬科梅沙書院
• 主分類號: G09B23/10
• 分類號: G09B23/10
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 趙熠

技術領域

本實用新型涉及物理教學教具設備領域，尤其是一種平拋運動瞬時速度方向確定裝置。

背景技術

物體以一定的初速度沿水平方向拋出，如果物體僅受重力作用，這樣的運動叫做平拋運 動，其可看作是水平方向上的勻速直線運動以及豎直方向的自由落體運動的合運動，運動過 程中受到的外力為恒力，運動軌跡為拋物線。現有的教學教具結構是：包括基板和軌道，軌 道安裝在基板一側的上端，使用時教師將一個金屬球放在軌道的最上方，然后松開手，金屬 球在重力的作用下沿著軌道下滑，當金屬球離開軌道最末端后，如果忽略空氣阻力，則金屬 球進入平拋運動狀態，教師可以改變軌道最高點的位置，使金屬球離開軌道最末端時具有不 同的初速度，學生可以觀察到不同初速度的金屬球落下的整個過程，但該教具存在一個問題， 即金屬球的拋物線運動軌跡上的任意一個點的瞬時速度的方向為該拋物線的切線，但學生無 法直觀的觀察到。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供結構簡單、能顯示拋物線軌跡中任意 一點瞬時速度方向的一種平拋運動瞬時速度方向確定裝置。

本實用新型采取的技術方案是：

一種平拋運動瞬時速度方向確定裝置，包括軌道和基板，所述軌道豎直限位滑動安裝在 基板一側的上端，其特征在于：所述基板表面貼覆一層帶有復寫層的白紙，在軌道下方的基 板上橫向安裝一傾斜的接球板，在軌道最末端右側的基板上水平安裝一標尺，該標尺上方的 基板上水平安裝一滑動桿，該滑動桿上套裝兩個滑塊，靠近軌道的滑塊下端安裝一豎直的連 桿，該連桿下端段安裝一萬向節，該萬向節上安裝一與軌道末端上端面位于相同豎直高度的 萬向激光點光源，遠離軌道的滑塊底面豎直向下安裝豎直激光點光源，所述豎直激光點光源 用于移動到接球板阻擋金屬球時在白紙上形成的撞擊點正上方后向撞擊點投射豎直方向的激 光，所述萬向激光點光源用于移動到豎直激光點光源與軌道最末端之間水平距離的中點時向 所述撞擊點投射傾斜方向的激光，該傾斜方向的激光即為所述撞擊點瞬時速度的方向。

而且，所述接球板兩點端部安裝夾持板，每個夾持板上安裝一壓緊基板表面的固定螺栓， 兩個夾持板之間的接球板為由下至上逐漸向外側傾斜。

而且，所述連桿由內套管和外套管構成，內套管上端連接滑塊，內套管下端套裝在外套 管上端內，外套管下端安裝萬向節，外套管通過一頂絲與內套管固定。

本實用新型的優點和積極效果是：

本實用新型中，金屬球平拋運動后被接球板阻擋，由于接球板傾斜向上，所以金屬球會 在帶有復寫層的白紙上留下一個撞擊點，此時將右側的滑塊滑動到撞擊點的正上方，然后打 開豎直激光點光源，使其投射豎直方向的激光通過撞擊點，然后將左側的滑塊滑動到右側滑 塊和標尺零點距離一半的位置，使萬向激光點光源正好位于一半的位置，再轉動萬向節，使 傾斜的激光通過撞擊點，該傾斜的激光即為撞擊點瞬時速度的方向，學生可以得到拋物線上 不同的撞擊點，從而通過傾斜的激光觀察到每個撞擊點的瞬時速度方向，非常的直觀和方便， 即增加了學生的動手能力，還加深了對于平拋運動公式的理解。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是圖1的右視圖；

圖3是金屬球進行平拋運動的示意圖；

圖4是圖2的A-A向截面圖；

圖5是拋物線靠近末端的一個撞擊點的瞬時速度示意圖；

圖6是拋物線靠近軌道末端的一個撞擊點的瞬時速度示意圖；

圖7是萬向激光點光源取在標尺和豎直激光點光源之間距離一半位置的原理圖。

具體實施方式

下面結合實施例，對本實用新型進一步說明，下述實施例是說明性的，不是限定性的， 不能以下述實施例來限定本實用新型的保護范圍。