[實用新型]激光法拋體運動軌跡打印儀

有效

• 申請號: 201920001432.2
• 申請日: 2019-01-02
• 公開（公告）號: CN209657603U
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 蘭振宇;羅永新;彭雯晞
• 申請（專利權）人: 懷化學院
• 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

本實用新型屬于物理實驗裝置領域，提供了一種激光法拋體運動軌跡打印儀。該裝置由畫板、激光發射器、平拋軌道、光電門、斜拋軌道、透明限位板、擋板、海綿、底座、水平調節螺母、坐標紙、數據線組成；其中激光發射器由外殼、電源、安全開關、激光頭、LED指示燈、導線、電阻、總開關、橡膠圈構成。本裝置通過用能發射高功率激光的激光發射器作為拋體，使得拋體在裝置上運動的過程中，能發射高功率激光，燒灼坐標紙留下運動軌跡，以達到記錄拋體運動過程的作用。同時本裝置杜絕了激光發射器在運動過程中的各種安全隱患，且操作簡單，現象直觀，造價低廉，能為物理教學精確分析和研究拋體運動的軌跡提供幫助。

技術領域

本實用新型屬于物理實驗裝置領域，是一種激光法拋體運動軌跡打印儀。

背景技術

在高中物理教學中，拋體運動是必修的、一個較為重要且學生難以理解的知識內容，“研究平拋運動”實驗是高中物理一個必做實驗，在這個實驗中，教材指出“我們首先設法描繪某物體做平拋運動的軌跡，然后通過這個軌跡研究平拋運動的特點”。

本發明提供一種激光描繪拋體(包括平拋運動)軌跡的方法，并能將拋體運動的整條軌跡完整清晰地印刻于坐標紙上，既簡單直觀，還能測出拋體運動的初速度，取下坐標紙，便能讓老師或學生對拋體運動(包括平拋運動)軌跡進行更為親近、簡便且精確的數據處理，理解中學物理課程中拋體運動的分運動特征。特別是平拋運動的水平分運動是勻速直線運動，豎直分運動是自由落體運動這樣的概念。

發明內容

本實用新型通過用能發射激光的小型高功率激光器作為拋體，激光燒灼坐標紙留下印記的方式，來記錄物體做拋體運動時的軌跡。且在物體做拋體運動時的初始時刻，通過用光電門記錄激光頭遮擋的時間，再用游標卡尺測出激光頭的直徑，即可算出物體做拋體運動時的初速度。由此便能得到一條完整而清晰的物體做拋體運動軌跡，以及其初速度。

如圖1所示，激光法拋體運動軌跡打印儀由畫板(1)、激光發射器(2)、平拋軌道(3)、光電門(4)、斜拋軌道(5)、透明限位板(6)、擋板(7)、海綿 (8)、底座(9)、水平調節螺母(10)、坐標紙(11)、數據線(14)組成，其中激光發射器(2)的內部結構如圖3示，它由外殼(15)、電源(16)、安全開關 (17)、激光頭(18)、LED指示燈(19)、導線(20)、電阻(21)、總開關(22) 和橡膠圈(23)構成。

底座(9)四個腳上設有水平調節螺母(10)，借助水泡水平儀即可調節儀器水平。畫板(1)固定在底座(9)上，平拋軌道(3)和斜拋軌道(5)通過圓木固定在畫板(1)上，注意平拋軌道(3)和斜拋軌道(5)與畫板(1)之間留出適當的間隙，要使激光發射器(2)的激光頭(18)對著畫板(1)時，能順利通行，且能有效通過軌道末端上方的光電門(4)。

在平拋軌道(3)和斜拋軌道(5)末端的上方分別設置光電門(4)，并固定于畫板(1)上，注意光電門(4)的高度要調節到當激光發射器(2)運動到此時，激光發射器(2)的激光頭(18)能順利通過且能有效遮擋；再在畫板 (1)上鉆孔，使光電門(4)的數據線(14)通到畫板(1)的背面，去連接計時計數測速儀(圖中未畫出)。

將坐標紙(11)鋪開用工字釘(圖中未畫出)固定在畫板(1)上；畫板 (1)下方即底座(9)上鋪設緩沖海綿(8)，當激光發射器(2)落下來時起到緩沖的作用；在畫板(1)右下方即底座(9)右端固定一塊擋板(7)，防止激光發射器(2)滾出裝置。