[实用新型]验证运动学公式的轨道装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种教学工具，特别是涉及一种物理教学中使用的验证运动学公式的轨道装置，该装置可以验证自由落体和平抛运动特点和运动学公式。

背景技术

通常，物理教学中验证运动学公式时，用质量可以改变的砝码的重力充当外力，通过定滑轮拉动放在平面上的小车，通过秒表计时显示小车运动的时间，但实验过程中，秒表计时误差太大，重物重力和滑轮转动惯量引起的系统误差很难消除。

发明内容

为了解决现有技术中存在的诸多缺陷，本实用新型提供一种测量数据精确的验证运动学公式的轨道装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种验证运动学公式的轨道装置，包括高度可调的支架、指示距离的标尺、运动钢球、电脑通用计数器、光电门、水平仪、角度指示仪和轨道，支架立于地面上，所述的轨道用支架支撑，轨道前端中间位置装有用以指示轨道水平的水平仪，轨道前部装有弹簧、钢球，轨道的水平方向装有用来指示运动钢球水平位移的水平标尺，竖直方向装有用于指示运动钢球竖直位移的竖直标尺，地面上设有地面水平标尺，地面水平标尺与竖直标尺接触且成90度角；轨道上间隔设置两道光电门，两道光电门分别与电脑通用计数器相连，电脑通用计数器置于轨道的上方。

作为优选，所述的支架分为三脚支架和单脚支架。

作为优选，所述的单脚支架是伸缩支架，单脚支架上装有用于调节轨道水平的调平螺母。

作为优选，所述的三脚支架是角度可调的伸缩支架，三脚支架上装有倾角指示仪。

作为优选，所述的两道光电门之间的距离可调，且距离数值由水平标尺显示。

作为优选，所述的轨道由刨光的光滑木板制成。

采用上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型用斜面装置验证运动学公式，调两支架处于一定高度且等高，调节调平螺母使水平仪指示水平，调节两道光电门的位置使二者间隔一定距离，用质量已知的钢球压缩弹簧后放手使其获得一定初速度后沿轨道运动； 轨道装置上附有标尺，通过标尺读数可以精确测量钢球沿轨道移动的距离；通过轨道上的两个光电门及电脑通用计数器，可记录钢球经过两光电门时的瞬时速度。验证平抛和自由落体的运动规律时钢球A从静止开始沿轨道做匀加速直线运动，且与另一质量相等的静止钢球B弹性碰撞后，两球速度交换，A球做自由落体运动，B球做平抛运动，通过竖直标尺和地面水平标尺记录钢球的运动位移。装置设置科学，实验过程和计算过程简单，便于学生理解掌握。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是验证平抛和自由落体运动规律的结构示意图。

图中，第一道光电门1，电脑通用计数器2，第二道光电门3，竖直标尺4，单脚支架5，调平螺母 6，轨道7， 三脚支架8，倾角指示仪9，钢球A10，弹簧11， 水平仪12， 轨道水平标尺13，钢球B14，地面水平标尺 15。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述。

本实用新型公开了一种验证运动学公式的实验装置，这种轨道装置由高度可调的支架、指示距离的标尺、运动钢球、电脑通用计数器等组成。具体结构见附图1。

本实施例的轨道7由刨光的木板制成，整个轨道7由高度可调的金属支架支撑，金属支架分为三脚支架8和单脚支架5。三脚支架8的角度可调，是可伸缩的支架。单脚支架5也是可伸缩支架，单脚支架5上装有用于调节轨道水平的调平螺母6。

轨道7用刨光的光滑木板制成，为矩形结构。整个轨道7的长度为100cm，宽度50cm。轨道7的前部开有供弹簧11移动的弹簧槽13。三脚支架8固定在轨道7长度10cm处，单脚支架5固定在轨道7长度90cm处，且两支架互相平行并等高，轨道7用单脚支架5和三脚支架8支撑，用三脚支架8的三角形结构支撑轨道7，这种设置增强了轨道7的稳固性能。三脚支架8、单脚支架5两支架分别采用可伸缩的支架，高低可调可升降用以调节轨道7的高度，同时三脚支架8的角度可调以改变轨道7的倾角，单脚支架5上安装调平螺母6以调节轨道7的水平，轨道7前端中间位置装有水平仪12用以指示轨道7的水平，为了调节显示轨道7的倾角大小，在三脚支架8上安装倾角指示仪9，轨道7的倾角大小由倾角指示仪9显示，从而使轨道7倾斜 0-45 度角，保证钢球A10做变加速运动。