[實(shí)用新型]三球競速演示儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201922418158.1
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN211264717U
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊旭東;劉敏薔;邱菊;張兵;薛紅玲
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G09B23/10
• 分類號: G09B23/10
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 吳蔭芳

三球競速演示儀，屬于教學(xué)儀器領(lǐng)域，包括三條距離相同的軌道和三顆可在軌道上滾動(dòng)的小球，三條軌道分別為平直軌道，波浪軌道，凹弧軌道，所述三條軌道的前端為高度、形狀相同的向下的斜坡狀軌道，然后轉(zhuǎn)為水平狀軌道，經(jīng)過相同的距離后分別轉(zhuǎn)為平直狀軌道，波浪狀軌道，凹弧狀軌道，三條軌道的末端回到與前面水平狀軌道相同的高度，且所述波浪狀軌道處的最高點(diǎn)不高于所述水平狀軌道的高度；在三條軌道的前端設(shè)有可調(diào)節(jié)位置的能將所述三顆小球分別在三條軌道的所述斜坡狀軌道上的同一高度同時(shí)釋放的放球機(jī)構(gòu)。本裝置可以方便地比較小球在三條路徑同時(shí)滾過時(shí)的快慢；還可以調(diào)節(jié)小球的初速度導(dǎo)致，用時(shí)的變化。本裝置操作方便、現(xiàn)象有趣，外觀漂亮。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于教學(xué)儀器領(lǐng)域，涉及一種不同路徑對物體移動(dòng)速度的影響的實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

人們往往以為，從起點(diǎn)到終點(diǎn)所走的路徑越長所用時(shí)間就會(huì)越長。其實(shí)不然，設(shè)A和B是鉛直平面上不在同一鉛直線上的兩點(diǎn)，在所有連接A和B的平面曲線中，求出一條曲線，使僅受重力作用且初速度為零的質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)到B點(diǎn)沿這條曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)所需時(shí)間最短，用時(shí)最短的路徑并不是路徑最短的從A點(diǎn)到B點(diǎn)的直線，而是一條擺線，也叫旋輪線，我們稱這條路徑是最速降線。除了最速降線，其他路徑是不是還有比最短距離用時(shí)少的，或者A點(diǎn)到B點(diǎn)的高度若相同，在一定初速度下，中間路徑若有高低起伏，不同路徑又會(huì)有哪些結(jié)果呢？

發(fā)明內(nèi)容

為了展示不同情況下用時(shí)跟那些因素有關(guān)系，本實(shí)用新型提供一種展示不同路徑、不同初速度對用時(shí)的影響的裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取了如下技術(shù)方案：

三球競速演示儀，包括三條距離相同的軌道和三顆可在軌道上滾動(dòng)的小球，所述三條軌道分別為平直軌道，波浪軌道，凹弧軌道，所述三條軌道的前端為高度、形狀相同的向下的斜坡狀軌道，然后轉(zhuǎn)為水平狀軌道，經(jīng)過相同的距離后分別轉(zhuǎn)為平直狀軌道，波浪狀軌道，凹弧狀軌道，三條軌道的末端回到與前面水平狀軌道相同的高度，且所述波浪狀軌道處的最高點(diǎn)不高于所述水平狀軌道的高度；在三條軌道的前端設(shè)有可調(diào)節(jié)位置的能將所述三顆小球分別在三條軌道的所述斜坡狀軌道上的同一高度同時(shí)釋放的放球機(jī)構(gòu)。

所述小球?yàn)殇撉蚧驈椥孕∏颉?/p>

所述平直軌道、波浪軌道、凹弧軌道的尾部向上翹起。

本實(shí)用新型可以方便地比較小球在三條路徑同時(shí)滾過，哪條用時(shí)最少，哪條最多；還可以展示不同初速度下各路徑用時(shí)的變化，從而引發(fā)觀察者對現(xiàn)象的思考，培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力。另外本裝置的三條路徑集合在一起，有各種曲線，看起來還是一件漂亮的擺設(shè)。總之，本裝置操作方便、現(xiàn)象有趣，外觀漂亮。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型三球競速演示儀的優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型三球競速演示儀的優(yōu)選實(shí)施例的俯視圖。

圖中：1、平直軌道，2、波浪軌道，3、凹弧軌道，4、小球。5、放球機(jī)構(gòu)，6、通軸，7、穿釘，8、墊片。

具體實(shí)施方式

圖1、2是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖及俯視圖，用亞克力板切出三組軌道，分別為平直軌道1，波浪軌道2,凹弧軌道3，每組軌道由兩塊平行的亞克力板構(gòu)成，兩塊亞克力板可支撐著小球在其上滾動(dòng)；三組軌道的前端為高度、形狀相同的向下的斜坡狀軌道，然后轉(zhuǎn)為水平狀軌道，經(jīng)過相同的距離后分別轉(zhuǎn)為平直狀軌道，波浪狀軌道，凹弧狀軌道，三條軌道的末端回到與前面水平狀軌道相同的高度，且所述波浪狀軌道處的最高點(diǎn)不高于所述水平狀軌道的高度；各軌道的尾部向上翹起，可阻止?jié)L到終點(diǎn)的小球繼續(xù)滾動(dòng)，并收納小球。三組軌道通過穿釘7及墊片8并排固定在一起。在三組軌道的前端設(shè)置放球機(jī)構(gòu)5，放球機(jī)構(gòu)5為用透明亞克力片制作的方框，方框的其中一組對邊開相同的槽，將通軸6穿過三組軌道及放球機(jī)構(gòu)5中的槽，使放球機(jī)構(gòu)5與三組軌道活動(dòng)連接，并且通軸6可在所述槽中滑動(dòng)。

本裝置操作時(shí)將三個(gè)小球放在三組軌道的斜坡狀軌道和放球機(jī)構(gòu)5擋板之間，下壓放球機(jī)構(gòu)5另一端，三個(gè)小球同時(shí)下滾，然后通過各自的軌道滾到軌道的尾部，由于三組軌道并排，可以直觀地看出哪個(gè)小球最先到達(dá)，哪個(gè)小球第二，哪個(gè)小球第三。調(diào)整放球機(jī)構(gòu)5的高度，可以導(dǎo)致三個(gè)小球到達(dá)水平狀軌道時(shí)的初速度變化，不同的初速度將導(dǎo)致到達(dá)終點(diǎn)的次序有變化。