[实用新型]一种物理教学用斜抛运动演示仪

说明书

本实用新型涉及教学实验仪器，尤其涉及一种物理教学用斜抛运动演示仪，包括底座、设置在底座上的抛出装置、设置在底座上的速度检测装置以及驱动抛出装置水平运动的驱动装置；底座的下表面设有水平调节件，底座上表面的一端设有水平球；底座的上表面还设有导轨，抛出装置与导轨滑动连接，速度检测装置用于检测抛出装置的运动速度。本实用新型通过水平方向的运动和竖直方向的运动合成模拟斜抛运动，直观的表现斜抛运动在水平方向和竖直方向的分解情况；通过水平方向的加速、匀速或减速的对比试验直观地表现斜抛运动中，抛出后的物体在水平方向的运动受力情况，通过对比不同的抛出初速度，观察抛出后的物体的运动与初速度的关系，教学演示效果好。

技术领域

本实用新型涉及教学实验仪器，尤其涉及一种物理教学用斜抛运动演示仪。

背景技术

“斜抛运动”是高中物理课程中对抛体运动的进一步延续和拓展，由于斜抛运动形式的复杂性，决定了其学习内容成为高中物理学习的难点之一。在高中物理研究斜上抛运动的课堂教学中，斜上抛物体的竖直方向和水平方向的运动情况较为复杂，但又是斜抛运动中的重点内容，历来都是教师和学生普遍感到困惑的问题。因为教师缺少实验仪器，学生缺乏生活经历，许多教师只好在课堂上通过理论分析或模拟实验，讨论斜抛运动的竖直方向和水平方向的运动情况。缺少完善的实验装置和科学的理论数据的支撑，加上生活经验的匮乏，学生对斜上抛运动形式体验不够，理解不深，挫伤了学生学习的兴趣和探究欲望。因此，创新并完善斜上抛运动演示器的功能，无论对于涉及到的教学内容中难点的突破，还是激发学生的学习兴趣乃至科学素养的培养以及科学精神的形成，均具有现实而积极的意义。

目前，教学中常用的斜抛运动演示仪有两种，一种如图1所示，该斜抛运动演示仪是通过水泵将水从喷射口以不同夹角射出水流，从而观察到水流做斜抛运动的轨迹；另一种如图 2所示，该斜抛运动演示仪是通过轨道，使小球从轨道抛出，通过调节抛出点的夹角来达到不同的斜抛运动效果。第一种和第二种装置共同存在的问题是：只能简单的让学生观察斜抛运动的运动轨迹图像，无法探究斜抛运动的水平方向运动和竖直方向运动的速度、加速度等重要的物理特性。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种能够使学生准确直观地理解斜抛物体在抛出后，物体在水平方向和竖直方向上的运动状态的一种斜抛运动演示仪。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种物理教学用斜抛运动演示仪，包括底座、设置在底座上的抛出装置、设置在底座上的速度检测装置以及驱动抛出装置水平运动的驱动装置。

底座的下表面设有水平调节件，底座的上表面的一端设有水平球；底座的上表面还设有导轨，导轨沿底座的长度方向设置；抛出装置与导轨滑动连接，使得抛出装置能够沿着底座的长度方向做水平运动；速度检测装置用于检测抛出装置的运动速度；驱动装置包括位于底座的远离水平球的一端的减速电机、与减速电机的输出轴固定连接的绕线轴和一端绕设于绕线轴上的细线；细线的另一端与抛出装置连接。

抛出装置包括与导轨滑动连接的小车、设置于小车上表面的电磁铁、位于电磁铁上方的漏斗形竖直管、收容于漏斗形竖直管内的弹性件、位于弹性件上方的电磁铁芯以及位于电磁铁芯上方的抛出物。

弹性件为压缩弹簧，且弹性件的恢复力大于抛出物的重力；电磁铁通电时，弹性件处于压缩状态；抛出物为实心小球；底座的上表面靠近减速电机的一端还设有同步控制器；同步控制器与减速电机电连接，同步控制器通过控制流入减速电机的电流来控制减速电机的转速。

速度检测装置包括设置在导轨的一侧的第一光电门和第二光电门；底座的上表面位于导轨的一侧设有滑轨，第一光电门和第二光电门与滑轨滑动连接，使得第一光电门与第二光电门之间的距离可调。