平抛运动验证实验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种物理教学工具，尤其涉及到一种平抛运动验证实验装置。
【背景技术】
[0002]平抛运动是中学力学中涉及到的内容，学生通过平抛运动初步了解运动，而教师和学生进行平抛运动演示的时候，一般都通过平抛小球并在白纸上描点来验证平抛运动，但是这种方式既繁琐又浪费时间，而且精确度也不高，学生在此实验的过程中往往也不会理解平抛运动的具体原理，造成了事倍功半的效果。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的就是为了克服上述问题，提供了一种平抛运动验证实验装置。
[0004]本实用新型的平抛运动验证实验装置，是由底座、处理器、坐标板、水平运动滑轨、平抛运动滑轨、自由落体装置、触控显示屏和摄像头构成，底座内集成有处理器，底座上垂直固定有坐标板，坐标板一侧的底座上顺序安装有水平运动滑轨和压感平板；坐标板一边的上方设有与水平运动滑轨平行的平抛运动滑轨，该平抛运动滑轨的末端设有红外对管，坐标板的另一边设有自由落体装置；坐标板的顶部还安装有触控显示屏、电子水平仪和悬臂，悬臂延伸出坐标板、其末端安装有朝向坐标板的摄像头；处理器分别与压感平板、红外对管、自由落体装置、触控显示屏、电子水平仪和摄像头电路联接。
[0005]作为本实用新型的进一步改进，平抛运动滑轨的顶端安装有电磁吸附装置I，水平运动滑轨的顶端安装有电磁吸附装置II，电磁吸附装置I和电磁吸附装置II均与处理器电路联接。
[0006]作为本实用新型的进一步改进，自由落体装置内设有电磁吸附装置III，电磁吸附装置III与处理器电路联接。
[0007]作为本实用新型的进一步改进，底座的下方设有呈对称的伸缩脚。
[0008]作为本实用新型的进一步改进，压感平板安装于水平运动滑轨的末端。
[0009]作为本实用新型的进一步改进，底座于压感平板的末端设有下倾滑槽，下倾滑槽的末端固定有收集槽。
[0010]本实用新型的平抛运动验证实验装置，结构简单，构思巧妙，能够将实验过程自动化，减轻了教师的负担，也能够让学生直观明了地理解平抛运动的原理，并通过得到的实验数据验证平抛运动公式，便于在中学教学中推广使用。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型的平抛运动验证实验装置的结构图；
[0012]图2为本实用新型的平抛运动验证实验装置的模块图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本实用新型的平抛运动验证实验装置，作进一步说明:
[0014]本实用新型的平抛运动验证实验装置，包括底座1、处理器2、坐标板3、水平运动滑轨4、平抛运动滑轨5、自由落体装置6、触控显示屏7和摄像头8等组件。
[0015]其中在底座I内集成有处理器2，用于对整个装置进行控制和数据处理，底座I上垂直固定印有坐标轴或坐标方格的坐标板3，位于坐标板3—侧的底座I上表面安装有水平运动滑轨4，在水平运动滑轨4末端安装压感平板9，该压感平板9可以是电阻式或电容式的触控板。
[0016]坐标板3 —边的上方设有与水平运动滑轨4平行的平抛运动滑轨5，即平抛运动滑轨5和水平运动滑轨4的倾斜部分高度相等，倾角一致，其末端轨道的两侧设有红外对管10，用于金属小球经过红外对管10中间时触发控制信号；坐标板3的另一边设有自由落体装置6，自由落体装置6可以沿垂直方向上下调节，其内部设有与处理器2电路联接电磁吸附装置III，用于吸附金属小球。
[0017]平抛运动滑轨5和水平运动滑轨4的顶端分别安装有电磁吸附装置I 13和电磁吸附装置II 14，且电磁吸附装置I 13和电磁吸附装置II分别与处理器2电路联接，均用于吸附金属小球，坐标板3的顶部还安装有触控显示屏7、电子水平仪11和悬臂12，这根悬臂12分为与坐标板3垂直固定的支撑臂和与支撑臂铰接且平行于坐标板3的转动臂，摄像头8安装于转动臂的末端且朝向坐标板3，转动臂用于调节摄像头8，以摄像头8的摄录范围完全包括坐标板3为宜。
[0018]上述各电子装置中，处理器2分别与压感平板9、红外对管10、自由落体装置6、触控显示屏7、电子水平仪11和摄像头8电路联接。
[0019]为了保证该装置与地面垂直且平行，底座I的下方设有呈对称的伸缩脚15用于调节水平、垂直。
[0020]底座I于压感平板9的末端设有下倾滑槽16，下倾滑槽16的末端固定有收集槽17，当金属小球经过压感平板9后会沿着下倾滑槽16进入收集槽17中统一收集。
[0021]本实用新型的平抛运动验证实验装置，其具体使用方法如下:
[0022]首先开机，装置中各功能部件开始初始化，电子水平仪11测量装置与地面是否平行和垂并通过处理器2反馈至触控显示屏7上，实验人员通过调节伸缩脚15来保证本装置的水平和垂直；将实验用的三个金属小球分别放置在平抛运动滑轨5、水平运动滑轨4和自由落体装置6上，并通过电磁吸附装置I 13、电磁吸附装置II 14和电磁吸附装置III吸附固定；然后调节自由落体装置6，令自由落体装置6的上金属小球所处高度等于与平抛运动滑轨5上的金属小球运动至平抛运动滑轨5末端的高度；最后调节摄像头8的焦距以及悬臂12的角度，使摄像头8能够将坐标板3全部纳入镜头范围。
[0023]在处理器2中预先编写有多种实验方式，并通过触控显示屏7进行显示并实验人员交互；根据选择的不同实验方式，电磁吸附装置I 13和电磁吸附装置II 14可以单独触发也可以联动触发，即平抛运动滑轨5上的金属小球和水平运动滑轨4的金属小球可以单独进行实验也可以联合进行实验。
[0024]当平抛运动滑轨5上的金属小球单独进行实验时，电磁吸附装置I 13释放金属小球，金属小球下滑并离开平抛运动滑轨5获得水平方向速度，其经过红外对管10后，红外对管10反馈信号给处理器2开始计时，当金属小球落至压感平板9上时，压感平板9反馈信号至处理器2停止计时，在此过程中摄像头8将平抛运动过程记录，实验后可以将数据图像导出，配合坐标板3上的坐标以及计时得到的时间进行平抛运动的验证。
[0025]电磁吸附装置I 13和电磁吸附装置II 14联动触发时，同时释放平抛运动滑轨5上的金属小球和水平运动滑轨4的金属小球，平抛运动滑轨5上的金属小球离开平抛运动滑轨5后做平抛运动，水平运动滑轨4的金属小球沿水平运动滑轨4做匀速直线运动，在此过程可以通过摄像头8得到的图像观察到两金属小球在任意时间X轴坐标相同(微小误差忽略不计)。
[0026]平抛运动滑轨5上的金属小球也可以与自由落体装置6配合实验，电磁吸附装置I 13先释放平抛运动滑轨5上的金属小球，平抛运动滑轨5上的金属小球离开平抛运动滑轨5后做平抛运动，当该金属小球经过红外对管10时，红外对管10反馈信号给处理器2开始计时，处理器2同时令电磁吸附装置III释放自由落体装置6上的金属小球，使其进行自由落体运动，在此过程可以通过摄像头8得到的图像观察到两金属小球在任意时间Y轴坐标相同。
【主权项】
1.平抛运动验证实验装置，是由底座(I)、处理器(2)、坐标板(3)、水平运动滑轨(4)、平抛运动滑轨(5)、自由落体装置(6)、触控显示屏(7)和摄像头(8)构成，其特征在于底座(I)内集成有处理器(2)，底座(I)上垂直固定有坐标板(3 )，坐标板(3 ) 一侧的底座(I)上顺序安装有水平运动滑轨(4)和压感平板(9);坐标板(3) —边的上方设有与水平运动滑轨(4)平行的平抛运动滑轨(5)，该平抛运动滑轨(5)的末端设有红外对管(10)，坐标板(3)的另一边设有自由落体装置(6);坐标板(3)的顶部还安装有触控显示屏(7)、电子水平仪(II)和悬臂(12)，悬臂(12 )延伸出坐标板(3 )、其末端安装有朝向坐标板(3 )的摄像头(8 );处理器(2)分别与压感平板(9)、红外对管(10)、自由落体装置(6)、触控显示屏(7)、电子水平仪(11)和摄像头(8)电路联接。2.根据权利要求1所述的平抛运动验证实验装置，其特征在于平抛运动滑轨(5)的顶端安装有电磁吸附装置I (13)，水平运动滑轨(4)的顶端安装有电磁吸附装置II (14)，电磁吸附装置I (13)和电磁吸附装置II (14)均与处理器(2)电路联接。3.根据权利要求1所述的平抛运动验证实验装置，其特征在于自由落体装置(6)内设有电磁吸附装置III，电磁吸附装置III与处理器(2)电路联接。4.根据权利要求1所述的平抛运动验证实验装置，其特征在于底座(I)的下方设有呈对称的伸缩脚(15)。5.根据权利要求1所述的平抛运动验证实验装置，其特征在于压感平板(9)安装于水平运动滑轨(4)的末端。6.根据权利要求1或5所述的平抛运动验证实验装置，其特征在于底座(I)于压感平板(9)的末端设有下倾滑槽(16)，下倾滑槽(16)的末端固定有收集槽(17)。
【专利摘要】本实用新型的平抛运动验证实验装置涉及一种物理教学工具，是由底座、处理器、坐标板、水平运动滑轨、平抛运动滑轨、自由落体装置、触控显示屏和摄像头构成，底座内集成有处理器，底座上垂直固定有坐标板，坐标板一侧的底座上顺序安装有水平运动滑轨和压感平板；坐标板一边的上方设有与水平运动滑轨平行的平抛运动滑轨，该平抛运动滑轨的末端设有红外对管，坐标板的另一边设有自由落体装置；本实用新型的平抛运动验证实验装置，结构简单，构思巧妙，能够将实验过程自动化，减轻了教师的负担，也能够让学生直观明了地理解平抛运动的原理，并通过得到的实验数据验证平抛运动公式，便于在中学教学中推广使用。
【IPC分类】G09B23/10
【公开号】CN204720048
【申请号】CN201520471611
【发明人】陶金铭, 孙放, 黄声远
【申请人】陶金铭
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年7月3日