[发明专利]一种物理自由落体实验模拟装置

说明书

本发明提供一种物理自由落体实验模拟装置。所述物理自由落体实验模拟装置包括底座、操作组件和斜制组件，底座上安装有两组对称分布的落体组件以及调节组件，操作组件架设在两组落体组件上，操作组件包括操作箱、双向气缸、落球和螺纹盖，操作箱固定架设在两组落体组件的顶部，操作箱的中部固定安装有双向气缸，双向气缸输出端处的操作箱内分别放置有材质不同的落球，操作箱的顶部开设有螺纹放球口，螺纹盖螺纹安装在螺纹放球口上，斜制组件安装在调节组件上，通过斜制组件使得落体组件可以构成斜坡式落体架构。本发明提供的物理自由落体实验模拟装置具有提高自由落体实验时数据的精确性以及实验的多样样。

技术领域

本发明涉及实验设备技术领域，尤其涉及一种物理自由落体实验模拟装置。

背景技术

在中学物理的教学过程中，为了学生更好更直观的理解加速度数据，需要对学生演示模拟自由落体运动，在自由落体实验中，需要专门的设备加以支撑，但传统的自由落体实验模拟装置存在诸多问题，结构复杂，使用调节不便，固定不够牢靠，平衡度难以得到保障，致使模拟测试的准确性有待商榷，给使用者的使用带来了极大的麻烦，而且不能够根据需求对落地面与放置面的水平角度调节，落体落点高度不便于调节，实验数据的准确性难以得到保证，不便于对落球的释放，计时不够准确，接触地面时截止时间滞后，无形中增加了教师的教学负担，降低了模拟测试准确度，致使自由落体实验模拟装置的使用效率低下。

因此，有必要提供一种新的物理自由落体实验模拟装置解决上述技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种的物理自由落体实验模拟装置。

本发明提供的物理自由落体实验模拟装置包括：底座、操作组件和斜制组件，所述底座上安装有两组对称分布的落体组件以及用于对落体组件进行调节高度的调节组件，所述操作组件架设在两组落体组件上，且操作组件包括操作箱、双向气缸、落球和螺纹盖，操作箱固定架设在两组落体组件的顶部，且操作箱的中部固定安装有双向气缸，所述双向气缸输出端处的操作箱内分别放置有材质不同的落球，且操作箱的顶部开设有螺纹放球口，所述螺纹盖螺纹安装在螺纹放球口上，所述斜制组件安装在调节组件上，通过斜制组件使得落体组件可以构成斜坡式落体架构。

优选的，所述落体组件包括下管体、金属伸缩管和上管体，所述下管体固定安装在底座上，且下管体靠近底部的管壁上安装有转动门，所述下管体通过金属伸缩管与上管体连接，且上管体的管口与操作箱的落球口连通，所述下管体和上管体均采用透明塑胶材质。

优选的，所述调节组件包括滑动杆、连接块和锁定螺杆，两根规格相同的所述滑动杆固定安装在底座上，且两根滑动杆上架设有滑动连接的连接块，所述连接块两侧的连接套分别套设在上管体靠近顶部的管壁上，且连接块的侧壁安装有螺纹连接的锁定螺杆，拧松锁定螺杆沿着滑动杆上滑或下滑连接块，因此连接块拉动上管体使得金属伸缩管伸长或压缩，因此整个落体组件构成的落体高度可以进行灵活调节，从而得到高度h，调节好后锁定螺杆使得锁定螺杆压合在滑动杆上完成连接块高度的固定。

优选的，所述上管体的落球口处安装有红外线组件，且红外线组件包括红外线发射器和红外线接收器，所述红外线发射器和红外线接收器对称分布在上管体落球口的两侧内壁上，所述下管体的底部固定安装有重力传感器，所述连接块上固定安装有控制面板，且控制面板与红外线组件和重力传感器电连接，开启双向气缸使得双向气缸的输出端同时将两侧的不同材料的落球推入到两组落体组件中，使其进行自由落体运动，而在落球穿过红外线发射器和红外线接收器后，阻碍红外线接收器接收红外线发射器的信号，此时控制面板上的计时器开始计时，待到落球落至重力传感器上后，此时控制面板上的计时器停止计时，从而得到时间t；因此通过实验得到的h和t可以验证自由落体公式：h＝1/2gt²，以及计算不同高度的瞬时速度v²＝2gh等等。