[实用新型]斜面重力分解的传统实验与数字实验融合的教学实验装置

说明书

本实用新型公开了一种斜面重力分解的传统实验与数字实验融合的教学实验装置，包括有底座，底座表面设有2个固定支撑座，2个固定支撑座之间连接有转动轴，转动轴中部为螺纹杆，螺纹杆上套入有滑动块，滑动块与支撑杆活动连接，支撑杆与L形支架底部活动连接，L形支架平板与底座头端活动连接，L形支架两头端连接薄壁弹性金属斜面，薄壁弹性金属斜面顶部设拉力传感器，拉力传感器经轻弹簧或细绳与小车连接，还包括压力传感器，拉力传感器与压力传感器通过数据线与数据采集器连接，数据采集器经数据线与电脑连接。该实验装置可以进行传统实验与数字实验融合的演示，帮助学生掌握斜面物体重力分解。

技术领域

本实用新型涉及一种教学实验装置，特别是斜面重力分解的传统实验与数字实验融合的教学实验装置。

背景技术

现行人教版高中物理必修第三章第5节P64“力的分解”章节，其中物体在斜面上运动或者静止时，物体本身受的重力可分解为平行斜面方向的分力和垂直斜面方向的分力。分力满足以下关系F₁²+F₂²＝G²，其中F1、F2分别为平行斜面方向分力和垂直斜面方向分力。物理学是一门实验科学，也是一门崇尚理性，重视逻辑推理的科学。为了帮助学生学习，老师在教学中往往引入物理实验用以增强学生对物理知识的理解。

传统实验是在一块斜木板上固定弹簧测力计，测力计下方挂钩连接放置有配重的小车，通过读取测力计数字可明白物体重力在平行斜面方向分力大小，然后逐渐增大斜木板与水平面倾角，记录不同倾角对应平行斜面方向分力。分析斜面倾角变化对物体重力在平行斜面方向分力影响。传统的实验不足在于：

(1)无法直观了解物体重力在垂直斜面方向分力变化情况。

(2)斜面倾角变化，会导致平行斜面方向分力和垂直斜面方向分力发生变化，该变化遵循怎样规律，通过传统实验，无法得知。

(3)斜面倾角变化通过手动将装置抬升，操作容易使装置晃动，实验误差较大。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种斜面重力分解的传统实验与数字实验融合的教学实验装置。该实验装置可同时进行传统实验和数字实验融合的演示，通过传统实验便于学生直观认识斜面重力分解的变化，获得感性认识。通过传统实验与数字实验融合，掌握变化遵循的规律，帮助学生学习。

本实用新型的技术方案：一种斜面重力分解的传统实验与数字实验融合的教学实验装置，包括有底座，底座表面设有2个固定支撑座，2个固定支撑座之间连接有转动轴，转动轴的中部为螺纹杆，螺纹杆上套入有滑动块，滑动块与支撑杆活动连接，支撑杆与L形支架的底部活动连接，L形支架的平板与底座的头端活动连接，L形支架两头端连接有薄壁弹性金属斜面，薄壁弹性金属斜面顶部设有拉力传感器，拉力传感器经轻弹簧或细绳与小车连接，还包括有压力传感器，拉力传感器与压力传感器通过数据线与数据采集器连接，数据采集器经数据线与电脑连接。

前述的斜面重力分解的传统实验与数字实验融合的教学实验装置中，所述L形支架的平板与底座的头端通过合页活动连接。

前述的斜面重力分解的传统实验与数字实验融合的教学实验装置中，所述底座表面设置有1个滑槽，滑槽中设有2个固定支撑座；所述滑动块卡入滑槽中并套入转动轴中。

前述的斜面重力分解的传统实验与数字实验融合的教学实验装置中，所述滑动块和L形支架底面上各设有1个转轴，支撑杆两头端均与转轴连接。

前述的斜面重力分解的传统实验与数字实验融合的教学实验装置中，所述L形支架的平板上活动连接有支撑架，支撑架顶部固定有压力传感器。

前述的斜面重力分解的传统实验与数字实验融合的教学实验装置中，所述L形支架的竖直板顶部设有支撑块，薄壁弹性金属斜面的头端固定在支撑块上。