專(zhuān)利名稱(chēng)：教學(xué)用多功能運(yùn)動(dòng)分析箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種中學(xué)物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)用教具，特別是教學(xué)用多功能運(yùn)動(dòng)分析箱。
背景技術(shù)：
目前，在高中物理運(yùn)動(dòng)學(xué)實(shí)驗(yàn)中，有很多實(shí)驗(yàn)都必須捕獲到物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，才能對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析，由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所研究的問(wèn)題不同，因此必須設(shè)計(jì)很多不同形式牧實(shí)驗(yàn)裝置，而且有的實(shí)驗(yàn)無(wú)法一次捕獲物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，只能是采用多次重復(fù)性操作，來(lái)獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。有人采用電火花打點(diǎn)計(jì)錄軌跡的方法，利用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)紙帶打點(diǎn)計(jì)錄其軌跡，但只能適用于直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體，而像平拋運(yùn)動(dòng)這樣的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，則不能適用。有人提出用高壓極板放電的方法演示物理運(yùn)動(dòng)學(xué)實(shí)驗(yàn)，考慮到在中學(xué)教學(xué)中使用，該方法的安全問(wèn)題一直沒(méi)有得到解決
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型目的是提供一種教學(xué)用多功能運(yùn)動(dòng)分析箱，可以演示和記錄各種物理運(yùn)動(dòng)學(xué)實(shí)驗(yàn)，并且直觀(guān)、安全，便于操作，解決背景技術(shù)中存在的上述問(wèn)題。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是教學(xué)用多功能運(yùn)動(dòng)分析箱包含金屬板、絕緣材料板、放電針、導(dǎo)電紙、電源，金屬板與絕緣材料板相互對(duì)應(yīng)、平行布置，導(dǎo)電紙?jiān)O(shè)置在金屬板外表面上、靠近絕緣材料板的一側(cè)，若干放電針均勻分布在絕緣材料板上、構(gòu)成點(diǎn)陣集放電針，放電針的針尖指向金屬板，電源的兩極分別連接金屬板和絕緣材料板上的放電針，在金屬板和絕緣材料板之間形成一個(gè)放電場(chǎng)。
本實(shí)用新型還包含用于實(shí)驗(yàn)的金屬球，金屬球在金屬板和絕緣材料板之的放電場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)，金屬球運(yùn)動(dòng)所到位置處的放電針和小球放電，與此同時(shí)，金屬板也與小球放電，這樣導(dǎo)電紙?jiān)诩埳厦枥L出金屬球的運(yùn)動(dòng)軌跡。
為了便于直接觀(guān)察金屬球的運(yùn)動(dòng)，所說(shuō)的絕緣材料板是透明的有機(jī)玻璃板，最好是雙層結(jié)構(gòu)，放電針的針尖穿過(guò)一層有機(jī)玻璃板，針尾位于兩層有機(jī)玻璃板之間，各針之間用導(dǎo)線(xiàn)連接于電源輸入端，有機(jī)玻璃板既保證安全，又便于觀(guān)察。
所說(shuō)的電源為電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，是中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中常用的儀器，公知公用的設(shè)備，安全可靠；電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是日常交流電，其輸出端與點(diǎn)陣集放電針和金屬板連接，為電場(chǎng)提供電源。
本實(shí)用新型還設(shè)有前箱體和后箱體，絕緣材料板設(shè)置在前箱體的外表面上，以便于觀(guān)察實(shí)驗(yàn)過(guò)程，金屬板設(shè)置在前箱體所對(duì)應(yīng)的箱體框架側(cè)面上，后箱體內(nèi)可以放置各種實(shí)驗(yàn)用品，前箱體和后箱體通過(guò)箱體框架連接在一起。
在前箱體上設(shè)置若干插槽，插入相應(yīng)的插件，可以進(jìn)行不同的物理學(xué)運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，例如在前箱體的頂部設(shè)置自由落體插槽，匹配自由落體插件，可以演示記錄自由落體或機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)；在前箱體的側(cè)面設(shè)置平拋插槽，匹配平拋插件，可以演示記錄平拋或動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)。在前箱體內(nèi)設(shè)置滑桿，垂直布置，匹配帶彈簧的金屬球，可以演示記錄簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖像；將滑桿傾斜，將有孔的金屬球穿在桿上，讓其從一端下滑,可演示記錄勻變速運(yùn)動(dòng)。
本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)合理、安全可靠、可以演示記錄物理學(xué)各種運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)等特點(diǎn)，既可以在紙上描繪出物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，又可以直觀(guān)地觀(guān)看到物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，特別適合于中學(xué)物理教學(xué)使用。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中后箱體l、箱體框架2、前箱體3、右控制孔4、電源輸入插頭5、絕
緣材料板6、調(diào)平支腳7、海綿墊8、普通支腳9、鉸軸IO、抽紙孔ll、左控制孔12、限位架13、滑桿14、箱體把手15、平拋插槽16、自由落體插槽17。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的后箱體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中金屬板18、后箱體箱蓋19。
圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的絕緣材料板和放電針結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中放電針30、雙層有機(jī)玻璃板31。
圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的平拋插件結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中平拋插件20。
圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的自由落體插件結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中自由落體插件21、電磁繼電器22、電磁繼電器開(kāi)關(guān)23。
圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例的電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器24、輸出端25。
圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例的帶彈簧的金屬球結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中帶彈簧的金屬球26。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，通過(guò)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
參照附圖1、 2、 3，教學(xué)用多功能運(yùn)動(dòng)分析箱包含金屬板18、絕緣材料板6、放電針30、導(dǎo)電紙、電源，金屬板18與絕緣材料板6相互對(duì)應(yīng)、平行布置，導(dǎo)電紙?jiān)O(shè)置在金屬板18上、靠近絕緣材料板6的一側(cè)，若干放電針30均勻分布在絕緣材料板6上、構(gòu)成點(diǎn)陣集放電針，放電針的針尖指向金屬板18，電源的兩極分別連接金屬板18和絕緣材料板6上的放電針30，在金屬板18和絕緣材料板6之間形成一個(gè)放電場(chǎng)，用于實(shí)驗(yàn)的金屬球在金屬板18和絕緣材料板6之間的放電場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)，金屬球運(yùn)動(dòng)所到位置處的放電針和小球放電，與此同時(shí)，金屬板也與小球放電，這樣導(dǎo)電紙?jiān)诩埳厦枥L出金屬球的運(yùn)動(dòng)軌跡。為便于攜帶，在箱體框架2上設(shè)有箱體把手15。參照附圖3，為了便于直接觀(guān)察金屬球的運(yùn)動(dòng)，絕緣材料板是透明的有機(jī)玻
璃板31，雙層結(jié)構(gòu)，放電針的針尖穿過(guò)一層有機(jī)玻璃板，針尾位于兩層有機(jī)玻
璃板之間，各針之間用導(dǎo)線(xiàn)連接于電源輸入端。
參照附圖l、 6，電源為電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器24，是中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中常用的儀器，公知公用的設(shè)備，安全可靠；電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是日常交流電，其輸出端25與點(diǎn)陣集放電針30和金屬板18連接，為電場(chǎng)提供電源。
實(shí)施例一演示記錄平拋運(yùn)動(dòng)或動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)。
參照附圖l、 4,在前箱體3的側(cè)面設(shè)置平拋插槽17，匹配平拋插件20，平拋插件是一個(gè)弧形槽，將平拋插件20插入前箱體3上的平拋插槽17內(nèi)，利用無(wú)孔金屬球可演示平拋運(yùn)動(dòng)或動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)。
實(shí)施例二演示記錄機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)和自由落體實(shí)驗(yàn)。
參照附圖l、 5，在前箱體3的頂部設(shè)置自由落體插槽16，匹配自由落體插件21，自由落體插件21內(nèi)設(shè)有電磁繼電器22、電磁繼電器開(kāi)關(guān)23，將自由落體插件21插入自由落體插槽16內(nèi)。
實(shí)施例三演示記錄簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)。
參照附圖l、 7，在前箱體3內(nèi)設(shè)置滑桿14，垂直布置，匹配帶彈簧的金屬球26，金屬球上有孔，前箱體還設(shè)有限位架13、抽紙孔11、左控制孔12，右控制孔4，將帶彈簧的金屬球26穿在14上，并上端固定，在限位架13中插入等寬紙帶，操作時(shí)將紙帶從抽紙孔ll中抽出，可用來(lái)描繪簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖像，用定位竹簽插入左控制孔12，控制振子開(kāi)始的運(yùn)動(dòng)。
實(shí)施例四演示記錄勻變速運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)。
參照附圖l，將滑桿14傾斜，讓有孔金屬小球穿在桿上，讓其從一端下滑，可演示研究勻變速運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，用定位竹簽插入右控制孔4，控制小球開(kāi)始的運(yùn)動(dòng)。
權(quán)利要求1、一種教學(xué)用多功能運(yùn)動(dòng)分析箱，其特征在于包含金屬板(18)、絕緣材料板(6)、放電針(30)、導(dǎo)電紙、電源，金屬板(18)與絕緣材料板(6)相互對(duì)應(yīng)、平行布置，導(dǎo)電紙?jiān)O(shè)置在金屬板(18)上、靠近絕緣材料板(6)的一側(cè)，若干放電針(30)均勻分布在絕緣材料板(6)上、構(gòu)成點(diǎn)陣集放電針，放電針的針尖指向金屬板(18)，電源的兩極分別連接金屬板(18)和絕緣材料板(6)上的放電針(30)，在金屬板(18)和絕緣材料板(6)之間形成一個(gè)放電場(chǎng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述之教學(xué)用多功能運(yùn)動(dòng)分析箱，其特征在于絕緣材料 板是透明的有機(jī)玻璃板(31)，雙層結(jié)構(gòu)，放電針(30)的針尖穿過(guò)一層有機(jī)玻 璃板，針尾位于兩層有機(jī)玻璃板之間，各針之間用導(dǎo)線(xiàn)連接于電源輸入端。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之教學(xué)用多功能運(yùn)動(dòng)分析箱，其特征在于還設(shè) 有前箱體和后箱體，絕緣材料板設(shè)置在前箱體的外表面上，金屬板設(shè)置在前箱 體的箱體框架側(cè)面上，前箱體和后箱體通過(guò)箱體框架連接在一起。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述之教學(xué)用多功能運(yùn)動(dòng)分析箱，其特征在于前箱體(3) 的側(cè)面設(shè)置平拋插槽(17)，匹配平拋插件(20)，平拋插件是一個(gè)弧形槽。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述之教學(xué)用多功能運(yùn)動(dòng)分析箱，其特征在于前箱體(3) 的頂部設(shè)置自由落體插槽(16)，匹配自由落體插件(21)，自由落體插件(21) 內(nèi)設(shè)有電磁繼電器(22)、電磁繼電器開(kāi)關(guān)(23)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述之教學(xué)用多功能運(yùn)動(dòng)分析箱，其特征在于前箱體(3) 內(nèi)設(shè)置滑桿(14)，垂直布置，匹配帶彈簧的金屬球(26)，金屬球上有孔，前 箱體還設(shè)有限位架(13)、抽紙孔(11)、左控制孔(12)，右控制孔(4)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之教學(xué)用多功能運(yùn)動(dòng)分析箱，其特征在于所說(shuō) 的電源為電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(24)，其輸出端(25)與點(diǎn)陣集放電針(30)和金 屬板(18)連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種中學(xué)物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)用教具，特別是教學(xué)用多功能運(yùn)動(dòng)分析箱。技術(shù)方案是金屬板(18)與絕緣材料板(6)相互對(duì)應(yīng)、平行布置，導(dǎo)電紙?jiān)O(shè)置在金屬板(18)上、靠近絕緣材料板(6)的一側(cè)，若干放電針(30)均勻分布在絕緣材料板(6)上、構(gòu)成點(diǎn)陣集放電針，放電針的針尖指向金屬板(18)，電源的兩極分別連接金屬板(18)和絕緣材料板(6)上的放電針(30)，在金屬板(18)和絕緣材料板(6)之間形成一個(gè)放電場(chǎng)。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)合理、安全可靠、可以演示記錄物理學(xué)各種運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)等特點(diǎn)，既可以在紙上描繪出物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，又可以直觀(guān)地觀(guān)看到物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，特別適合于中學(xué)物理教學(xué)使用。
文檔編號(hào)G09B23/10GK201298306SQ20082017730
公開(kāi)日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2008年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月25日
發(fā)明者張愛(ài)民 申請(qǐng)人:張愛(ài)民