[实用新型]牛顿第一定律演示实验装置

说明书

本实用新型涉及一种用于物理学教学的教具，具体是指一种用于力学中牛顿第一定律演示实验的装置。

在中学教学实践中，关于牛顿第一定律的演示实验，教材上提供的方法较为复杂，其作法是，将小车置于一个斜面上，分三次在分别铺有毛巾、棉布、木板的平面上进行滚动，然后分别记录小车运动的距离再进行比较，这样时而铺毛巾，拉伸夹紧，时而又取下来，换垫棉布，再拉伸夹紧，况且小车每次放在斜面上的高度难以完全一致，运动过程中车轮还经常摆动，这样来说明问题总觉得不甚规范准确和直观明了，而且操作麻烦，耽误时间多，就是动作麻利的人也得花四、五分钟，若掌握不好，花费的时间更长，学生的理解也只能从记录的数据上得到，不能形成很形象的对比，因而理解过程较为复杂和费时，对于接受能力中等或较差的学生来说，效果更不佳。

针对牛顿第一定律演示实验存在的上述问题，本实用新型的目的，乃是提供一种更为简单省事、直观形象而更容易让学生理解掌握的牛顿第一定律演示实验装置。

本实用新型的解决方案如下。它具有一块水平轨道板，水平轨道板表面具有三条互相平行且光滑粗糙程度互不相同的轨道，水平轨道板前端用铰链连接着一块可相对于水平轨道板转动的坡度可调斜面板，坡度可调斜面板两侧边上分别固连有伸向上方的开有轴孔的挡板支耳，两个挡板之耳之间装设有一块两端带转轴的活动挡板，转轴两端部分别滑插座落在两挡板支耳上的轴孔中，转轴的一端还固连有延伸于一挡板支耳外侧方的摇把，坡度可调斜面板上置有三个分别紧挨活动挡板前侧面而被挡板所阻挡的完全相同的金属圆柱体，三个金属圆柱体分别正对着下方水平轨道板上的三条轨道，在坡度可调斜面板下方装设有一个与水平轨道板相连的能容纳坡度可调斜面板转动放下来的斜面板支承框架，坡度可调斜面板底端面被一根横向置于斜面板支承框架两侧边上的斜面板可调支承杆所支承，斜面板支承框架两侧边框顶部加工有增大摩擦以保证斜面板可调支承杆不致滑动的波纹。

下面结合附图和实施例对本实用新型加以进一步详细说明。

图1为本实用新型一种具体结构的斜向立体示意图；

图2和图3分别为图1的A向和B向立体示意图；

图4为图2的C-C剖视放大结构图。

参见图1至图4。本实用新型具有一块水平轨道板1，水平轨道板1表面具有三条互相平行且光滑粗糙程度互不相同的轨道11、12及13。三条不同的轨道11、12及13在图中的实施例是分别采用毛巾、棉布和比棉布光滑的木板铺设在水平轨道板1上而成。当然，轨道11、12及13也可采用光滑粗糙程度不同的木质板面等。水平轨道板1前端用铰链2连接着一块可相对于水平轨道板1转动的坡度可调斜面板3，坡度可调斜面板3两侧边上分别固连有伸向上方的开有轴孔的挡板支耳4，两个挡板支耳4之间装设有一块两端焊接有转轴51的活动挡板5，转轴51两端部分别滑插座落在两挡板支耳4上的轴孔中，转轴51的一端还焊连有延伸于一挡板支耳4外侧方的摇把52，坡度可调斜面板3上置有三个分别紧挨活动挡板5前侧面而被挡板5所阻挡的完全相同的金属圆柱体6，三个金属圆柱体6分别正对着下方水平轨道板1上的三条轨道11、12及13，在坡度可调斜面板3下方装设有一个与水平轨道板1相固连成一体的能容纳坡度可调斜面板3转动放下来的斜面板支承框架7，坡度可调斜面板3底端面被一根横向置于斜面板支承框架7两侧边上的斜面板可调支承杆8所支承，斜面板支承框架7两侧边框顶部加工有增大摩擦以保证斜面板可调支承杆8不致滑动的波纹71。由图可见，在水平轨道板1上的每相邻两条轨道之间以及最外边两条轨道的外侧边上均设置有与水平轨道板连成一体的轨道隔条14，以起到分别阻挡三个金属圆柱体6滚出所属轨道和使轨道更为醒目的双重作用。当然，轨道隔条14也可不必设置。

具有上述结构的本实用新型在用于牛顿第一定律演示实验时，只要用手轻轻摇动摇把52，将活动挡板5由垂直状态转动一定角度，放开对三个金属圆柱体6的阻挡三个金属圆柱体6就会在重力作用下，同时从坡度可调斜面板3上滚下来，分别沿着所对正的水平轨道板1上的三条轨道11、12、13运动，这样一眼就可看出不同的运动结果，再也用不着一次一次地量，一次一次地记录，如果一手略抬起坡度可调斜面板3，让其相对于水平轨道板1转动，另一手相配合地前后移动斜面板可调支承杆8在斜面板支承框架7顶部上的支承位置，就可根据需要来调节坡度可调斜面板3相对于水平轨道板1倾斜的坡度(即图1中的α角)，以达到调节三个金属圆柱体6分别在三条轨道11、12、13上的运动距离的目的。

本实验装置使得演示牛顿第一定律时操作简便，省时省事，直观形象，对比明确，学生更为容易理解和掌握。特别是当金属圆柱体在木板表面运动时，往往会超出它的运动平面，这时，若顺其超越，让学生把木板表面想象得无限光滑，物体就会永不停地作匀速直线运动。于是，抽象的理论更加直观、形象具体化了，恰到好处地解决了学生对牛顿第一定律难以想象与理解的矛盾。该演示实验装置制作简单，成本低廉，可将原来一般由老师演示的实验，改成人人可动手的学生实验，更有利于培养学生素质，可获得原来的实验方法无法达到的效果。该装置还可用于研究摩擦力大小与正压力之间关系的教学和实验。