[實用新型]一種用于力學實驗的懸浮滑塊及包含該滑塊的實驗裝置

有效

• 申請號: 201720238389.2
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN206649783U
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 肖賓賓;羅昌由;黃順
• 申請（專利權）人: 衡陽師范學院
• 主分類號: G09B23/10
• 分類號: G09B23/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及實驗器材領域，尤其指一種用于力學實驗的懸浮滑塊本體及包含該滑塊本體的實驗裝置。

背景技術

物理實驗中常用到氣墊導軌來進行一些力學相關的實驗，但氣墊導軌需要具備持續穩定的氣源，氣源在噴氣的過程中容易受到外界氣流干擾而導致實驗出現較大的誤差，并且設置在導軌上的噴氣孔存在被堵塞的可能，通過磁懸浮導軌進行力學實驗能很好的彌補氣墊導軌的不足。在進行加速度測試類的實驗時，通常需要在導軌一側設置兩個或兩個以上的光電門，使滑塊本體以一定的速度在導軌上運動，記錄滑塊本體經過光電門的速度從而計算速度差值，最后再得出加速度的大小，該方式不僅操作起來麻煩，而且其實依靠間隔設置的多個光電門對滑塊位移進行記錄標定，記錄的是一個個間隔的點值，不具連續性，不能連貫、真實地反應運動過程，得到的實驗結果誤差較大。

實用新型內容

本實用新型所要解決的問題是提供一種用于力學實驗的懸浮滑塊及包含該滑塊本體的實驗裝置，上述懸浮滑塊可利用光電傳感原理獲取整個運動過程的位移圖像，從連貫的位移圖像中分析得出位移數據，從而連貫、真實地反應出運動過程，使得其得到的位移軌跡非常精準；上述實驗裝置在實際教學應用時，學生能夠高效、準確地完成實驗，實驗裝置的整體結構較現有技術也更簡潔。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：一種用于力學實驗的懸浮滑塊，包括滑塊本體，所述滑塊本體的左、右兩側對稱設置有用于承受導軌對其作用力的受力部，所述導軌對所述滑塊本體的作用力使得滑塊本體處于懸浮狀態，所述滑塊本體上設有處理器、發光部件、光電傳感器、透鏡組件、無線通信模塊以及用于給各電子部件供電的蓄電池，所述發光部件發出的光線射到導軌表面產生反射，所述導軌表面反射的光線經透鏡組件傳輸至光電傳感器形成圖像，所述無線通信模塊用于與外設終端設備進行無線連接，當所述滑塊本體在導軌上方移動時，所述光電傳感器記錄一組連貫圖像并發送給處理器，所述處理器對圖像進行分析處理得到滑塊的位移數據，所述無線通信模塊將位移數據發送給外設終端。

進一步地，所述受力部包括兩個對稱設置在滑塊本體左、右兩側的傾斜面以及鑲嵌在所述傾斜面上的磁鐵。

一種實驗裝置，包括上述方案所提供的懸浮滑塊以及橫截面呈梯形的導軌本體，所述懸浮滑塊中發光部件發出的光線射到導軌本體的頂部平面上，所述導軌本體左右兩側斜面上安裝有條形磁塊，所述條形磁塊可對滑塊本體受力部的磁鐵產生排斥力從而使滑塊本體處于懸浮狀態，所述導軌本體底部安裝有高度可調的支撐腿。

進一步地，所述導軌本體設有內腔，所述導軌本體的兩端安裝有用于封住內腔的透明的觀察板，所述觀察板的中部水平設置有檢測線，所述導軌本體兩端觀察板上的檢測線位于同一水平面上，所述內腔中盛有有色液體，所述有色液體的液面在導軌本體處于水平狀態時與所述檢測線齊平。

更進一步地，所述支撐腿包括底座、旋扭部以及升降柱，所述底座的頂端開設有容置腔，所述容置腔的內壁上設有環形的限位凸緣，所述旋扭部呈圓柱狀且其側周面上設有一圈環形凹槽，所述旋扭部的底部插入容置腔并可在容置腔中轉動，所述限位凸緣卡設于環形凹槽內從而限制旋扭部在豎直方向上運動，所述旋扭部的頂部開設有螺紋槽，所述升降柱呈圓柱狀且其側周面設有螺紋，所述升降柱與螺紋槽螺紋連接，所述升降柱的頂端與導軌本體的底部連接，轉動所述旋扭部，所述升降柱在螺紋槽中上升或下降從而調整導軌本體的平衡。

更進一步地，所述旋扭部的側周面上還設有防滑紋。

更進一步地，所述底座的底部設有一層橡膠墊。

更進一步地，所述導軌本體的斜面上開設有用于放置條形磁塊的條形凹槽，所述條形凹槽的一端延伸至導軌本體斜面的一端且該端呈敞開式，所述條形凹槽的另一端封閉，所述條形凹槽兩端的頂面均被一段導軌本體的斜面覆蓋，將所述條形磁塊從條形凹槽的敞開端插入，直至抵靠住條形凹槽的封閉端并被條形凹槽兩端頂面的導軌本體斜面限制住，從而可防止條形磁塊從條形凹槽中向外翻出。

更進一步地，所述條形磁塊的長度小于所述條形凹槽的長度，所述條形凹槽的敞開端設有限位螺栓，所述限位螺栓桿部的底端從導軌本體的底端穿入并在導軌本體的斜面內向上穿出至條形凹槽中，一螺帽從所述限位螺栓桿部的底端套入并將限位螺栓固定住，位于所述條形凹槽中的一段限位螺栓的桿部可防止條形磁塊從條形凹槽的敞開端滑出。

優選地，所述觀察板為玻璃板或透明的塑料板。