[實(shí)用新型]一種物理教學(xué)用斜拋運(yùn)動(dòng)演示儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820116272.1
• 申請(qǐng)日: 2018-01-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN208589182U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘭小剛;李裔;蒲存瑤;冉婷;余杰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西華師范大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G09B23/10
• 分類(lèi)號(hào): G09B23/10
• 代理公司: 成都華飛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51281
• 代理人: 杜群芳

本實(shí)用新型涉及教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，尤其涉及一種物理教學(xué)用斜拋運(yùn)動(dòng)演示儀，包括底座、設(shè)置在底座上的拋出裝置、設(shè)置在底座上的速度檢測(cè)裝置以及驅(qū)動(dòng)拋出裝置水平運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置；底座的下表面設(shè)有水平調(diào)節(jié)件，底座上表面的一端設(shè)有水平球；底座的上表面還設(shè)有導(dǎo)軌，拋出裝置與導(dǎo)軌滑動(dòng)連接，速度檢測(cè)裝置用于檢測(cè)拋出裝置的運(yùn)動(dòng)速度。本實(shí)用新型通過(guò)水平方向的運(yùn)動(dòng)和豎直方向的運(yùn)動(dòng)合成模擬斜拋運(yùn)動(dòng)，直觀的表現(xiàn)斜拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向的分解情況；通過(guò)水平方向的加速、勻速或減速的對(duì)比試驗(yàn)直觀地表現(xiàn)斜拋運(yùn)動(dòng)中，拋出后的物體在水平方向的運(yùn)動(dòng)受力情況，通過(guò)對(duì)比不同的拋出初速度，觀察拋出后的物體的運(yùn)動(dòng)與初速度的關(guān)系，教學(xué)演示效果好。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，尤其涉及一種物理教學(xué)用斜拋運(yùn)動(dòng)演示儀。

背景技術(shù)

“斜拋運(yùn)動(dòng)”是高中物理課程中對(duì)拋體運(yùn)動(dòng)的進(jìn)一步延續(xù)和拓展，由于斜拋運(yùn)動(dòng)形式的復(fù)雜性，決定了其學(xué)習(xí)內(nèi)容成為高中物理學(xué)習(xí)的難點(diǎn)之一。在高中物理研究斜上拋運(yùn)動(dòng)的課堂教學(xué)中，斜上拋物體的豎直方向和水平方向的運(yùn)動(dòng)情況較為復(fù)雜，但又是斜拋運(yùn)動(dòng)中的重點(diǎn)內(nèi)容，歷來(lái)都是教師和學(xué)生普遍感到困惑的問(wèn)題。因?yàn)榻處熑鄙賹?shí)驗(yàn)儀器，學(xué)生缺乏生活經(jīng)歷，許多教師只好在課堂上通過(guò)理論分析或模擬實(shí)驗(yàn)，討論斜拋運(yùn)動(dòng)的豎直方向和水平方向的運(yùn)動(dòng)情況。缺少完善的實(shí)驗(yàn)裝置和科學(xué)的理論數(shù)據(jù)的支撐，加上生活經(jīng)驗(yàn)的匱乏，學(xué)生對(duì)斜上拋運(yùn)動(dòng)形式體驗(yàn)不夠，理解不深，挫傷了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和探究欲望。因此，創(chuàng)新并完善斜上拋運(yùn)動(dòng)演示器的功能，無(wú)論對(duì)于涉及到的教學(xué)內(nèi)容中難點(diǎn)的突破，還是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣乃至科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)以及科學(xué)精神的形成，均具有現(xiàn)實(shí)而積極的意義。

目前，教學(xué)中常用的斜拋運(yùn)動(dòng)演示儀有兩種，一種如圖1所示，該斜拋運(yùn)動(dòng)演示儀是通過(guò)水泵將水從噴射口以不同夾角射出水流，從而觀察到水流做斜拋運(yùn)動(dòng)的軌跡；另一種如圖 2所示，該斜拋運(yùn)動(dòng)演示儀是通過(guò)軌道，使小球從軌道拋出，通過(guò)調(diào)節(jié)拋出點(diǎn)的夾角來(lái)達(dá)到不同的斜拋運(yùn)動(dòng)效果。第一種和第二種裝置共同存在的問(wèn)題是：只能簡(jiǎn)單的讓學(xué)生觀察斜拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡圖像，無(wú)法探究斜拋運(yùn)動(dòng)的水平方向運(yùn)動(dòng)和豎直方向運(yùn)動(dòng)的速度、加速度等重要的物理特性。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種能夠使學(xué)生準(zhǔn)確直觀地理解斜拋物體在拋出后，物體在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一種斜拋運(yùn)動(dòng)演示儀。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種物理教學(xué)用斜拋運(yùn)動(dòng)演示儀，包括底座、設(shè)置在底座上的拋出裝置、設(shè)置在底座上的速度檢測(cè)裝置以及驅(qū)動(dòng)拋出裝置水平運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置。

底座的下表面設(shè)有水平調(diào)節(jié)件，底座的上表面的一端設(shè)有水平球；底座的上表面還設(shè)有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌沿底座的長(zhǎng)度方向設(shè)置；拋出裝置與導(dǎo)軌滑動(dòng)連接，使得拋出裝置能夠沿著底座的長(zhǎng)度方向做水平運(yùn)動(dòng)；速度檢測(cè)裝置用于檢測(cè)拋出裝置的運(yùn)動(dòng)速度；驅(qū)動(dòng)裝置包括位于底座的遠(yuǎn)離水平球的一端的減速電機(jī)、與減速電機(jī)的輸出軸固定連接的繞線軸和一端繞設(shè)于繞線軸上的細(xì)線；細(xì)線的另一端與拋出裝置連接。

拋出裝置包括與導(dǎo)軌滑動(dòng)連接的小車(chē)、設(shè)置于小車(chē)上表面的電磁鐵、位于電磁鐵上方的漏斗形豎直管、收容于漏斗形豎直管內(nèi)的彈性件、位于彈性件上方的電磁鐵芯以及位于電磁鐵芯上方的拋出物。

彈性件為壓縮彈簧，且彈性件的恢復(fù)力大于拋出物的重力；電磁鐵通電時(shí)，彈性件處于壓縮狀態(tài)；拋出物為實(shí)心小球；底座的上表面靠近減速電機(jī)的一端還設(shè)有同步控制器；同步控制器與減速電機(jī)電連接，同步控制器通過(guò)控制流入減速電機(jī)的電流來(lái)控制減速電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

速度檢測(cè)裝置包括設(shè)置在導(dǎo)軌的一側(cè)的第一光電門(mén)和第二光電門(mén)；底座的上表面位于導(dǎo)軌的一側(cè)設(shè)有滑軌，第一光電門(mén)和第二光電門(mén)與滑軌滑動(dòng)連接，使得第一光電門(mén)與第二光電門(mén)之間的距離可調(diào)。