[实用新型]一种弹簧弹性势能高效教学装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测势能装置，尤其涉及一种弹簧弹性势能高效教学装置。

背景技术

势能的单位与功的单位是一致的。确定弹力势能的大小需选取零势能的状态，一般选取弹簧未发生任何形变，而处于自由状态的情况下其弹力势能为零。弹力对物体做功等于弹力势能增量的负值。即弹力所做的功只与弹簧在起始状态和结束状态的伸长量有关，而与弹簧形变过程无关。弹性势能是以弹力的存在为前提，所以弹性势能是发生弹性形变，各部分之间有弹性力作用的物体所具有的。如果两物体相互作用都发生形变，那么每一物体都有弹性势能，总弹性势能为二者之和。

物体由于发生弹性形变，各部分之间存在着弹性力的相互作用而具有的势能叫做“弹性势能”。在工程中又称“弹性变形能”。

现有的弹簧弹性势能高效教学装置存在结构简单，测量结果不精确的缺点，因此亟需研发一种结构完备且测量结果精确的弹簧弹性势能高效教学装置。

实用新型内容

（1）要解决的技术问题

本实用新型为了克服现有的弹簧弹性势能高效教学装置存在结构简单、测量结果不精确的缺点，本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构完备且测量结果精确的弹簧弹性势能高效教学装置。

（2）技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了这样一种弹簧弹性势能高效教学装置，包括有试验轨道、轨道竖板、弹簧Ⅰ、推板、底座、电磁轨道、电磁阀、线轮Ⅰ、线轮Ⅱ、摇臂、电磁按钮、刻度尺，试验轨道右端设有轨道竖板，轨道竖板的左侧连接有弹簧Ⅰ，弹簧Ⅰ的左侧设有推板，推板的底部设有板槽，试验轨道的下方设有底座，底座上设有电磁轨道，电磁轨道上设有电磁阀，电磁阀包括有线圈、铁芯和弹簧Ⅱ，电磁阀底部设有线圈，线圈间夹有铁芯，铁芯与板槽配合，铁芯底端连接有弹簧Ⅱ，弹簧Ⅱ设置于电磁阀的底端，底座上设有线轮Ⅰ和线轮Ⅱ，电磁阀的左侧连接有拉线，拉线绕过线轮Ⅰ和线轮Ⅱ，再与电磁阀的右侧连接，线轮Ⅱ上设有摇臂，轨道竖板的右侧设有电磁按钮，试验轨道顶端的右侧设有刻度尺，还包括有竖轨道、竖滚轮和高度挡板，试验轨道顶端的左侧设有竖轨道，竖轨道上设有竖滚轮，竖滚轮的右侧连接有高度挡板，高度挡板设置于试验轨道上，所述线轮Ⅰ为电动轮Ⅰ，线轮Ⅱ为电动轮Ⅱ，还包括有控制器和控制面板，底座上设有控制器和控制面板，控制面板位于控制器的右方，电动轮Ⅰ、电动轮Ⅱ和控制面板都分别与控制器连接。

工作原理：本装置工作时，人工摇动摇臂使线轮Ⅱ转动，线轮Ⅱ带动线轮Ⅰ转动，进而电磁阀带动推板克服弹簧Ⅰ的弹力作用向右移动，当推板向右移动到一定程度时，在推板的左方放置球体，按动电磁按钮，电磁阀通电，线圈产生电磁力将铁芯克服弹簧Ⅱ的弹力作用缩回，然后推板受弹簧Ⅰ的弹力作用推动球体在试验轨道上滑行，球体滑行到试验轨道上端，通过刻度尺得知球体滑行高度，从而得出其势能，进而可得出弹簧Ⅰ的弹性势能。摇动摇臂使线轮Ⅱ转动，线轮Ⅱ带动线轮Ⅰ转动，使电磁阀向左移动到与推板正对，按动电磁按钮，电磁阀断电，线圈产生的电磁力消失，铁芯受弹簧Ⅱ的弹力作用弹出，铁芯与板槽啮合，恢复原位，以此往复就可测弹簧Ⅰ的弹性势能。

因为有竖轨道、竖滚轮和高度挡板，试验轨道顶端的左侧设有竖轨道，竖轨道上设有竖滚轮，竖滚轮的右侧连接有高度挡板，高度挡板设置于试验轨道顶端。当球体滑行至试验轨道的顶端时，球体将高度挡板推到一定高度，这可根据高度挡板的高度更精确的得出球体的滑行高度，从而测出的势能会更精确，同时起到防止球体滑出试验轨道的作用。

因为所述线轮Ⅰ为电动轮Ⅰ，线轮Ⅱ为电动轮Ⅱ，还包括有控制器和控制面板，底座上设有控制器和控制面板，控制面板位于控制器的右方，电动轮Ⅰ、电动轮Ⅱ和控制面板都分别与控制器连接。按动控制面板上的按钮，控制器控制电动轮Ⅰ和电动轮Ⅱ转动，进而电磁阀带动推板克服弹簧Ⅰ的弹力作用向右移动，当推板向右移动到一定程度时，在推板的左方放置球体，按动电磁按钮，电磁阀通电，线圈产生电磁力将铁芯克服弹簧Ⅱ的弹力作用缩回，此时推板受弹簧Ⅰ的弹力作用推动球体在试验轨道上滑动，当球体滑动到试验轨道上端，通过刻度尺记录球体滑行高度，从而得出其势能，进而可得出弹簧Ⅰ的弹性势能。按动控制面板上的按钮，控制器控制电动轮Ⅰ和电动轮Ⅱ转动，进而电磁阀向左移动到与推板正对，按动电磁按钮，电磁阀断电，线圈产生的电磁力消失，铁芯受弹簧Ⅱ的弹力作用弹出，铁芯与板槽配合，恢复原位，以此往复就可测弹簧Ⅰ的弹性势能，这达到了省时省力的效果。

（3）有益效果