[实用新型]一种探究功与速度变化关系的实验仪

说明书

本实用新型公开了一种探究功与速度变化关系的实验仪，旨在提供一种实验精度高的探究功与速度变化关系的实验仪。它包括具有底座的气垫导轨，设置于底座下端、具有调节高度结构的支脚，设置于气垫导轨前端的座体，安装于气垫导轨上、与气垫导轨配合的滑移块，设置于座体上的打点计时器，以及用于向滑移块施加牵引力的施力装置；其还包括设置于气垫导轨后端的缓冲装置；所述施力装置包括设置于座体后端处的电磁铁，两平行设置且位于座体后端两侧、向气垫导轨后端延伸的导杆，两端滑动设置于两导杆上、与电磁铁对应的铁块，以及安装于电磁铁后端端面上、另一端与铁块固连的弹簧；所述电磁铁的后端端面设置多个用于安装弹簧的连接柱。

技术领域

本实用新型涉及教学实验设备技术领域，尤其是涉及一种探究功与速度变化关系的实验仪。

背景技术

“探究功与物体速度变化的关系”实验是新课程标准人教版教材（必修2）第七章《机械能及其守恒定律》中第六节的课题。教材安排此节的主要意图是，通过实验探究：对原来静止的物体做功，与物体获得的速度的关系。目的是为了让学生经历和体验探究的过程，提高理论联系实际的水平；为下一节“动能和动能定理”的理论推导奠定一个认识基础；通过本节内容的教学，也可以促使学生在学习动能定理后能比较深刻地认识到动能定理不仅在恒力做功的条件下成立，在变力做功的条件下也是成立的。

目前，在教学实践过程中发现，该实验操作技巧要求很高，实验操作难度较大，主要原因为：1、橡皮筋处于小车行进的前方，当橡皮筋松弛后，其处于小车行进的轨迹上，会干扰小车的运动，不仅不便于操作，且会导致实验精度下降，得出不符合要求的实验结果；再者，橡皮筋劲度系数不完全相同，也会加大实验误差。2、小车行走摩擦力较大，实验中平衡摩擦力的实际操作比较困难，影响实验精度。3、由于没有导向机构，无法保证小车在木板上的运动轨迹是一条直线，且小车极易从木板上脱落导致损坏，致使实验不能继续完成。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在克服现有技术存在的不足，提供了一种对小车运动干扰小，可大幅提高实验精度的探究功与速度变化关系的实验仪。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种探究功与速度变化关系的实验仪，包括具有底座的气垫导轨，设置于底座下端、具有调节高度结构的支脚，设置于气垫导轨前端的座体，安装于气垫导轨上、与气垫导轨配合的滑移块，设置于座体上的打点计时器，以及用于向滑移块施加牵引力的施力装置；其还包括设置于气垫导轨后端的缓冲装置；所述施力装置包括设置于座体后端处的电磁铁，两平行设置且位于座体后端两侧、向气垫导轨后端延伸的导杆，两端滑动设置于两导杆上、与电磁铁对应的铁块，以及安装于电磁铁后端端面上、另一端与铁块固连的弹簧；所述电磁铁的后端端面设置多个用于安装弹簧、并用于限制弹簧压缩长度的连接柱。

优选的是，还包括安装于气垫导轨中部附近处的光电门，以及安装于滑移块上端、与光电门配合的挡光片；所述挡光片上端低于橡皮筋的安装位置。

优选的是，所述连接柱呈等距直线布置，或者环形均布设置。

优选的是，所述滑移块的前端上部为流线型。

优选的是，所述座体上设置嵌装打点计时器的槽体，且槽体一侧设置固定打点计时器的手柄螺栓。

优选的是，所述缓冲装置为弹性套筒。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

（1）本实用新型采用弹簧的压缩做功实现对橡皮筋的替代，并采用电磁铁实现弹簧压缩时的定位，有效解决了橡皮筋对小车行走干扰的问题，继而提高实验的成功率和实验的精度。

（2）本实用新型采用气垫导轨来进行滑移块的导向，可大幅降低滑移块的摩擦力，因摩擦力大幅降低，对实验的干扰也大幅降低，继而无需再进行平衡摩擦力的操作，因此实验操作得以简化，实验精度也得以进一步提高。