[实用新型]自闪式自由落体运动演示仪

说明书

(1)技术领域

本实用新型涉及一种物理教具，尤其是一种自闪式自由落体运动演示仪。

(2)背景技术

自由落体运动是最典型、最常见的初速为零的匀加速直线运动。在高中物理课本中均专门列出一节进行详细研究(见高中《物理》第一册，第36～40页，人民教育出版社，2000年，第2版)，并在扉页或正文中附有其“频闪照片”。目前，有关自由落体运动演示仪器主要有“毛钱管”(牛顿管)(J2153型，见《中学理科实验员培训教材》，陕西人民教育出版社，第152页)，它还应附抽气机，且因加速度大，不易观察其运动轨迹。除此之外，还有如下3种：

1、斜槽轨道(J2127型，见上书第138～139页)，其构造复杂；U型光电门易损坏，由于它不易夹紧轨道，因此移动过程与轨道侧面的印刷电路接触不良；电磁铁的剩磁会引起钢球开始运动时有延时作用，造成实验误差。此外，它还要有一个J0201-1或J0201-2型简式数字计时器，价格很贵。

2、电火花描迹仪(J2155型，见上书第152页)，该仪器构造复杂，除演示板外还应配同步脉冲发生器和感应圈，产生6×10⁴V脉冲高压，因此存在安全隐患，且实验记录必须用热敏记录纸，不方便，整机价格高。

3、运动轨迹显示仪(J2156型，见上书第153页)，仪器的构造复杂，其脉冲高压源产生2.5×10⁴V的脉冲高压，也同样存在安全隐患。高压放电时在蜡纸上产生的静电圈斑，肉眼无法看出，必须用带色的粉末显示，实验就较麻烦。且仪器价格也较贵。

以上三项还存在钢球与轨道及面板磨擦的问题。

(3)发明内容

本实用新型的目的在于提供一种演示方便、准确，便于观察、摄影、记录的自闪式自由落体运动演示仪。

本实用新型设有面板、底座、至少1只闪光器与相同数目的悬挂器，以及控制器。面板垂直固定在底座上，悬挂器设于面板上部，闪光器挂设于悬挂器上，悬挂器的动作件与控制器连接。所说的闪光器可以是一种能自闪的显示器，由于它的运动可显示出物体的运动轨迹，例如采用本发明人设计的“自闪式物体运动显示器”(CN01230394.1号)。在闪光器上可设悬挂件。闪光器与悬挂器之间的悬挂方式可采用悬挂针伸缩方法，悬挂针的伸缩由控制器控制，控制器采用电磁铁控制与弹簧复位装置，电磁铁的动作可采用线控拉线开关或者声音、红外或可见光、无线电等无线遥控方式。

在面板上可设置标尺，以供观察、比较、摄影与分析研究。为了比较质量不等的物体的下落情况，可设多只闪光器和悬挂器，例如2只闪光器和2只悬挂器。

与已有的有关自由落体运动演示仪器比较：

1)由于本实用新型采用闪光器，尤其是采用自闪式物体运动显示器作为观察自由落体运动的物体，自由落体上自行间歇性闪光(其闪光频率与占空比固定)，能直接显示出物体自由落下的全过程(位移、速度)，实验现象明显。

2)采用可靠的闪光悬挂装置，以保证闪光器下落开始时初速为零，不会抖动，悬挂针收缩时与悬挂件间无磨擦、无接触，最大程度地减少了运动的磨擦(除空气阻力之外)，使之最接近自由落体运动(下落过程也不存在钢球与轨道面磨擦的问题)。

3)线控或遥控方式简单、可靠，师生均可在较远处进行观察和实验，单人控制时无须助手。

4)尤其适用于数码相机，可直接由视频输入实物投影仪或电视机，大屏幕定格显示，定量研究、演示；可USB输入电脑，十分方便(实时演示)，具有现代教育技术的气息。

5)当两个质量不同的物体同时下落时，其位移、速度、加速度一样，便于直接比较。

6)构造简单，安全可靠，节约能源。

(4)附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图。

图2为图1中的悬挂器的结构示意图。

图3为采用红外控制电路的遥控原理框图。

图4为本实用新型实施例2的结构示意图。

(5)具体实施方式

实施例1：