[發明專利]風扇吹動風帆驅動小車的實驗裝置及其實驗方法

在審

• 申請號: 202110290436.9
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113345305A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 陳嶺
• 申請（專利權）人: 上海市行知實驗中學;陳嶺
• 主分類號: G09B23/12
• 分類號: G09B23/12
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 周瓊

本發明公開了一種電動風扇吹動風帆驅動小車的實驗裝置，其中，包括：滑軌上滑動安裝有：第一滑塊、第二滑塊，所述第一滑塊上安裝有電動風扇，所述第二滑塊上安裝有風帆，所述風帆的凹面面向所述電動風扇；兩所述滑塊之間安裝有連接件。還公開了一種電動風扇吹動風帆驅動小車的實驗裝置的實驗方法，其中，將風帆的凹面面向電動風扇，啟動電動風扇，記錄第一滑塊及第二滑塊的運動方向為與電動風扇吹風方向相同，關閉電動風扇；將風帆的凹面背對電動風扇，啟動電動風扇，記錄第一滑塊及第二滑塊的運動方向為與電動風扇的吹風方向相反。使得兩滑塊可以同步滑動模擬書本上實驗的場景，生動的演示了“蚌式反推裝置”的工作方式。

技術領域

本發明涉及一種實驗裝置及其實驗方法，尤其涉及一種風扇吹動風帆驅動小車的實驗裝置及其實驗方法。

背景技術

上海二期課改物理教材牛頓第三定律單元中有這么一道題：

利用牛頓第三定律，有人設計了一種交通工具，在平板車上裝了一個電風扇，風扇運轉時吹出的風全部打到豎直固定在小車中間的風帆上。請分析，這種設計能使小車運行嗎？

書本給出的參考答案：小車不會運動，因為電風扇運轉時，吹出的風產生的力作用在風帆上，根據牛頓第三定律，后者同時也會產生一個反作用力作用在電風扇上，且方向相反，由于風扇和風帆都是安裝在小車上，因此這一對力的合力為零，作用恰好相互抵消，所以小車不會因此而運動。

然而，在實驗過程中發現，如果風帆面風面采用非平面，則在風扇吹向風帆時，小車會發生位移，這則演示了另一種物理現象，與飛機著陸時通過“蚌式反推裝置”原理相同，因此，現有技術中缺少一種能夠在現有課本演示第三定律基礎上，進一步拓展演示飛機著陸時“蚌式反推裝置”原理的實驗裝置。

發明內容

本發明的上述目的是通過以下技術方案實現的：

一種電動風扇吹動風帆驅動小車的實驗裝置，其中，包括：滑軌上滑動安裝有：第一滑塊、第二滑塊，所述第一滑塊上安裝有電動風扇，所述第二滑塊上安裝有風帆，所述風帆的凹面面向所述電動風扇；兩所述滑塊之間安裝有連接件。

如上所述的電動風扇吹動風帆驅動小車的實驗裝置，其中，所述風帆通過安裝桿安裝在所述第二滑塊上。

如上所述的電動風扇吹動風帆驅動小車的實驗裝置，其中，所述風帆包括：兩柔性網格塑料板、塑料軟膜三層相疊后通過鉚釘固定。如上所述的電動風扇吹動風帆驅動小車的實驗裝置，其中，所述電動風扇為手持電動風扇，所述第一滑塊上安裝有限位桿，所述限位桿與所述手持電動風扇的手持部分通過束帶纏繞固定。

如上所述的電動風扇吹動風帆驅動小車的實驗裝置，其中，所述風帆的直徑大于所述電動風扇的直徑。

如上所述的電動風扇吹動風帆驅動小車的實驗裝置，其中，所述連接件為條狀連接框，兩所述固定螺絲穿過所述條狀連接框分別與所述第一滑塊、所述第二滑塊螺紋固定。

如上所述的電動風扇吹動風帆驅動小車的實驗裝置，其中，所述滑軌一側設置有加濕器。

一種電動風扇吹動風帆驅動小車的實驗裝置的實驗方法，其中，將風帆的凹面面向電動風扇，啟動電動風扇，記錄第一滑塊及第二滑塊的運動方向為與電動風扇吹風方向相同，關閉電動風扇；將風帆的凹面背對電動風扇，啟動電動風扇，記錄第一滑塊及第二滑塊的運動方向為與電動風扇的吹風方向相反。

如上所述的電動風扇吹動風帆驅動小車的實驗裝置的實驗方法，其中，在風帆表面覆蓋平板，啟動電動風扇，記錄第一滑塊及第二滑塊保持靜止。