[实用新型]物体平抛运动演示仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种教学演示用器具，特别涉及一种物体平抛运动演示仪。

背景技术

感受、描画水平抛出的物体的运动轨迹是中学物理教学中的一个重要的知识技能点，抛体运动轨迹受空间和时间的限制，真实、精确地呈现物体平抛运动的轨迹具有一定的难度。现行教材和学生实验册以及教学实践中大多采用的是描点法演示。常见的是三种形式：一种是把事先做好的有孔的纸卡片用手按在竖直木板上，调整卡片位置使弧形槽滚下的小球刚好从卡片中通过，记下小球通过孔时的一系列位置，用平滑曲线做出平抛运动的轨迹。使用该方法，小球平抛运动要重复多次，而且每次都要求在同等高度无初速度地滚下，因此精确操作的难度大，而且费时多，演示过程通常需20多分钟，描画的也只是近似曲线，误差较大。另一种是实验时让小球从抛球斜架上某一相同位置静止释放，让小球平抛运动时撞击到学生手中的铅笔上而描出一个点来，多次实验后，把那些点连起来描出轨迹。这种方法同样存在实验时间长，误差较大的缺点。还有一种方法是使用复写纸让小球多次撞击留下若干个点，连接各点后得到一条近似抛物线；此法效果与前两种方法近似，且又使耗材有所增加。在一节实验课上让学生从多条抛物线真实地感受和理解到物体平抛运动的规律，这些装置显然是无法真正满足的。

目前，已有利用磁性黑板的特性设计的平抛物体运动轨迹显示装置，虽然在技术上有所改进，但还存在磁性黑板表面不平且易变形、抛体运动自由度不高等问题。

如申请号90204376.5的专利技术，抛体为组合圆柱体，磁性黑板没有防变形设计。此专利存在两个问题，一是当磁板变形，黑板表面屈度可达到2、3毫米，而抛体中磁芯的端头离磁性黑板面的距离在不允许接触的前提下以小于1毫米才作用明显，因此这样的差距根本就无法让自由运动的磁芯吸起一条完整的运动轨迹，也常会碰触到磁性黑板表面，让抛体失去了自由运动，曲线轨迹产生偏差。二是它的抛体是圆柱体，不是理想的自由抛体形状——球型，因此，在实验过程中定位与运行准确性均未达到最佳状态。

申请号为200420027726.6的专利技术，抛体也不是球型，也没有专门解决磁性黑板变形不平的问题，很容易造成磁性抛体运动中碰触黑板表面。另外，整个抛体为磁性材料，从磁性黑板表面划过时，形成的轨迹将是比抛体本身还要宽的带状痕迹，而不是细线，因此实验的准确性也存在很大的出入。

此上两种技术的抛体由于形状所至，在轨道上运动时都不是完全的滚动摩擦，增加了部分滑动摩擦，这从感觉上也降低了其运动的自由度。所以，要得到可信的自由抛物线，这两种技术由于忽略了很多细节，是很难投入实际应用的。

正是这些关键性改进细节的存在，要求不断开发新型产品以满足教学需要。因此，研制一种实验效率高、演示效果科学的物体平抛运动演示装置，使其能够连续、完整，科学、准确、高效地自动显示平抛物体的运动轨迹，成为了教学科研人员进一步研究的新课题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述不足之处，提供一种结构设计合理、演示科学准确、使用省时方便的物体平抛运动演示仪。

为实现上述目的本实用新型所采用的技术方案是：一种物体平抛运动演示仪，包括磁性黑板及设置于磁性黑板上部一侧的截面为“凹”字形导轨和球型抛体，所述球型抛体使用非导磁材料并中心打孔，内设有强磁性磁芯，磁性黑板下方设有柔性接球槽；其特征在于所述磁性黑板底面设有非导磁材料的刚性衬板，磁性黑板四周设有压条，磁性黑板间隔均匀设有定位铆钉，磁性黑板分别通过设置的压条及定位铆钉与钢性衬板固定连接，同时接触面涂以粘胶；所述导轨上设有球型抛体定位架，其上设有弹力压板，球型抛体置于定位架内，由弹力压板配合定位；所述刚性衬板底部连接设有基座，其两侧对应设有调平支脚。

本实用新型的有益效果是：本实用新型与已公开或已公告的专利技术比，最重要的技术创新之处在于刚性衬板、球型的带磁性磁芯的抛体和抛球定位架的技术运用。该演示仪能够自动连续、完整、准确地显示物体平抛的运动轨迹，极大地提高演示实验的效果和效率。其结构简单，性能可靠，使用方便，效果直观。本实用新型设计具有生产标准化，产品规模化的开发前景。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型定位架部分结构示意图；

图3是本实用新型的球型抛体与导轨配合结构示意图。