一種物理實驗儀器盒及探究物理實驗範例的製作方法

2023-05-04 08:41:26

專利名稱：一種物理實驗儀器盒及探究物理實驗範例的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種實驗儀器。特別是一種實驗儀器盒及探究物理實驗範例。
背景技術：
物理是一門實驗科學，需要學生配合做大量的實驗來加強理解，掌握所學知識。自 己動手做實驗，幫助理解物理學概念和掌握物理學規律，但現在的物理學教學過程中，很多 學校由於實驗室少，學生數量多，只是做一些演示實驗，無法滿足學生們親自動手做實驗的 要求。

發明內容
本發明的目的是提供一種小型靈巧、一物多用、攜帶方便的物理實驗儀器盒及探 究物理實驗範例。本發明的技術方案是一種物理實驗儀器盒，盒蓋設有與槓桿支架安裝螺栓相配 合的兩個通孔，盒蓋反面的一側設有盲孔，盒蓋反面的中部設有兩根平行的凸條導軌；盒體 內腔設有託架，量筒、彈簧測力計、燒瓶分別卡裝在託架上，量筒旁側放置槓桿支架、槓桿橫 梁及燒瓶支架，量筒內腔放置溫度計滑輪支架、及雷射筆；彈簧測力計旁側放置託盤天平， 託盤天平尖端兩側設有力學零件格、光學小零件格及光學大零件格；在光學小零件格內放 置定滑輪、動滑輪及鉤碼，在光學大零件格內放置光具插座、小孔板、白屏、凸透鏡、平面鏡、 平面玻璃及圓刻度盤。所述光具插座為長方體，它的底部設有與盒蓋反面的兩根平行凸條導軌配合的凹 槽，便於光具插座沿導軌平行移動；頂面設有圓臺，頂面及一個側面設有插槽。用於安插蠟 燭、小孔板、白屏、凸透鏡、平面鏡、平面玻璃。採用上述物理實驗儀器盒探究物理實驗範例，包括了解託盤天平的結構及使用，藉助鑷子和砝碼稱19g以內物體的重量；用量筒測量不規則形狀物體的體積將小型不規則形狀物體投入盛有半筒水的量 筒(9)，觀察和記錄水位刻度變化；測量滑輪組的機械效率槓桿支架豎立安裝在盒蓋的正面，滑輪支架水平嵌入槓 杆支架的頂端凹槽，藉助掛鈎、棉線串掛動滑輪、定滑輪及鉤碼，棉線的一端與彈簧測力計 的掛鈎連接；探究動滑輪、定滑輪的機械效率，觀察動滑輪能省一半力，但不能改變用力方 向；觀察定滑輪只能改變力的方向，不能省力；探究槓桿的平衡條件槓桿支架豎立安裝在盒蓋的正面，槓桿橫梁及槓桿刀架水 平安裝在槓桿支架的頂端，把鉤碼分別掛在槓桿兩側，增減鉤碼的個數或調整離支點的距 離，直到槓桿平衡；或者槓桿左邊掛鈎碼，右邊掛實物，觀察槓桿有改變力的方向，省力、省 時的作用；探究影響摩擦力大小的因素用彈簧測力計拉住木塊放在毛巾、紗布或者光滑的 玻璃平面上移動，探究影響摩擦力大小的因素；[6]探究水的沸騰盒蓋反面朝上，把燒瓶支架豎立插入盒蓋反面的盲孔，加蓋盛水的 燒瓶放置在燒瓶支架圓圈中，藉助蠟燭盒、溫度計通過實驗探究物態變化過程；觀察水的沸 騰，水沸騰時的特點；移開蠟燭盒後，停止加熱，觀察水是否繼續沸騰；如果繼續加熱，水會 不會在沸騰時溫度也繼續升高；探究冰、石蠟的融化特點盒蓋反面朝上，把燒瓶支架豎立插入盒蓋反面的盲孔， 加蓋盛冰或者盛石蠟的燒瓶先後分別放置在燒瓶支架圓圈中，觀察冰、石蠟在熔化前、熔化 中、熔化後的三個階段的溫度特點；藉助插入燒瓶中的溫度計了解不同物質在由固態變成 液態的熔化過程中，溫度的變化規律；探究熱傳遞改變內能盒蓋反面朝上，把燒瓶支架豎立插入盒蓋反面的盲孔，加蓋 裝有一半乾燥沙子的燒瓶放置在在燒瓶支架圓圈中，燒瓶下部浸入熱水杯中，觀察插入燒 瓶中的溫度計的溫度變化；探究做功改變內能溫度計插入加蓋並裝有一半乾燥沙子的燒瓶，手持燒瓶上下 晃動，使沙子在溫度計上來回摩擦，觀察溫度計的溫度變化；探究光的反射規律平面鏡與圓刻度盤垂直放置並與圓刻度盤的90°中心線 相交，用雷射筆以不同角度朝平面鏡上所反映圓刻度盤的中心點照射；觀察入射光線、反射 光線對稱位於法線的兩側，
認識光的反射現象，理解光的反射定律，了解法線的物理意義；探究小孔成像盒蓋反面朝上，三隻光具插座放置在盒蓋反面的兩根平行的凸 條導軌上，在三隻光具插座上分別放置蠟燭盒、小孔板、白屏；蠟燭火焰中心、小孔及白屏中 心三者要在一條水平直線上，並要靠得近些；探究凸透鏡成像規律盒蓋反面朝上，三隻光具插座放置在盒蓋反面的兩根平 行的凸條導軌上，在三隻光具插座上分別放置蠟燭盒、帶手柄凸透鏡、白屏；觀察像的大小、 正像、倒像或者實像、虛像跟物體的位置的關係。
本發明的有益效果是
1、物理實驗儀器盒形體小巧、一物多用、攜帶方便、成本低廉，可為參加物理實驗的學 生人手一盒，能滿足學生們親自動手做實驗的要求；
2.本發明的探究物理實驗範例包括物理熱學、力學、光學的的主要實驗，能指導學生 獨立完成各項物理實驗。


圖1是物理實驗儀器盒外形示意圖。
圖2是盒蓋反面的示意圖。
圖3是儀器在盒體內腔的安放示意圖。
圖4是測量滑輪組機械效率實驗的示意圖。
圖5是探究槓桿的平衡條件實驗的示意圖。
圖6是光具插座的結構示意圖。
圖7是圖6的俯視圖。
圖8是圖6的左視圖。
圖9是探究小孔成像實驗的示意圖。
圖10是探究凸透鏡成像規律實驗的示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。實施例1如附圖1-3所示一種物理實驗儀器盒，盒蓋1設有與槓桿支架6安裝螺 栓相配合的兩個通孔3，盒蓋1反面的一側設有盲孔4，盒蓋1反面的中部設有兩根平行的 凸條導軌5 ；盒體2內腔設有託架6，量筒9、彈簧測力計10、燒瓶11分別卡裝在託架6上， 量筒9旁側放置槓桿支架7、槓桿橫梁8及燒瓶支架15，量筒9內腔放置溫度計12滑輪支 架13、及雷射筆14 ；彈簧測力計10旁側放置託盤天平16，託盤天平16尖端兩側設有力學 零件格17、光學小零件格18及光學大零件格19 ；在光學小零件格18內放置定滑輪20、動 滑輪21及鉤碼23，在光學大零件格19內放置光具插座M、小孔板29、白屏30、凸透鏡31、 平面鏡32、平面玻璃33及圓刻度盤34。實施例2 了解託盤天平16的結構及使用，藉助鑷子和砝碼稱19g以內物體的重量。實施例3 用量筒9測量不規則形狀物體的體積將小型不規則形狀物體投入盛有 半筒水的量筒9，觀察和記錄水位刻度變化。實施例4如附圖4所示測量滑輪組的機械效率槓桿支架7豎立安裝在盒蓋2的 正面，滑輪支架13水平嵌入槓桿支架7的頂端凹槽，藉助掛鈎、棉線串掛動滑輪21、定滑輪 20及鉤碼22，棉線的一端與彈簧測力計10的掛鈎連接；探究動滑輪、定滑輪的機械效率，觀 察動滑輪能省一半力，但不能改變用力方向；觀察定滑輪只能改變力的方向，不能省力。實施例5如附圖5所示探究槓桿的平衡條件槓桿支架7豎立安裝在盒蓋1的 正面，槓桿橫梁8及槓桿刀架23水平安裝在槓桿支架7的頂端，把鉤碼22分別掛在槓桿兩 側，增減鉤碼22的個數或調整離支點的距離，直到槓桿平衡；或者槓桿左邊掛鈎碼22，右邊 掛實物，觀察槓桿有改變力的方向，省力、省時的作用。實施例6 探究影響摩擦力大小的因素用彈簧測力計10拉住木塊放在毛巾、紗 布或者光滑的玻璃平面上移動，探究影響摩擦力大小的因素。實施例7 探究水的沸騰盒蓋1反面朝上，把燒瓶支架15豎立插入盒蓋反面的 盲孔4，加蓋盛水的燒瓶11放置在燒瓶支架15圓圈中，藉助蠟燭盒、溫度計12通過實驗探 究物態變化過程；觀察水的沸騰，水沸騰時的特點；移開蠟燭盒後，停止加熱，觀察水是否 繼續沸騰；如果繼續加熱，水會不會在沸騰時溫度也繼續升高。實施例8 探究冰、石蠟的融化特點盒蓋1反面朝上，把燒瓶支架15豎立插入盒 蓋反面的盲孔4，加蓋盛冰或者盛石蠟的燒瓶11先後分別放置在燒瓶支架15圓圈中，觀察 冰、石蠟在熔化前、熔化中、熔化後的三個階段的溫度特點；藉助插入燒瓶11中的溫度計12 了解不同物質在由固態變成液態的熔化過程中，溫度的變化規律。實施例9 探究熱傳遞改變內能盒蓋1反面朝上，把燒瓶支架15豎立插入盒蓋反 面的盲孔4，加蓋裝有一半乾燥沙子的燒瓶11放置在在燒瓶支架15圓圈中，燒瓶11下部浸 入熱水杯中，觀察插入燒瓶11中的溫度計12的溫度變化。實施例10 探究做功改變內能溫度計12插入加蓋並裝有一半乾燥沙子的燒瓶 11，手持燒瓶11上下晃動，使沙子在溫度計上來回摩擦，觀察溫度計的溫度變化。
實施例11 探究光的反射規律平面鏡32與圓刻度盤34垂直放置並與圓刻度 盤的90°中心線相交，用雷射筆14以不同角度朝平面鏡32上所反映圓刻度盤的中心點照 射；觀察入射光線、反射光線對稱位於法線的兩側，認識光的反射現象，理解光的反射定律， 了解法線的物理意義。實施例12如附圖6-8所示光具插座M為長方體，它的底部設有與盒蓋反面的兩 根平行凸條導軌5配合的凹槽25，便於光具插座M沿導軌5平行移動；頂面設有圓臺沈， 頂面及一個側面設有插槽27。用於安插蠟燭觀、小孔板29、白屏30、凸透鏡31、平面鏡32、 平面玻璃33。實施例13如附圖9所示探究小孔成像盒蓋1反面朝上，三隻光具插座M放置 在盒蓋反面的兩根平行的凸條導軌5上，在第一隻光具插座M的圓臺沈上放置蠟燭臺，在 第二隻光具插座M的插槽27中放置小孔板四，在第三隻光具插座M的插槽27中放置白 屏30 ；蠟燭火焰中心、小孔及白屏中心三者要在一條水平直線上，並要靠得近些。實施例14如附圖10所示探究凸透鏡成像規律盒蓋1反面朝上，三隻光具插 座M放置在盒蓋反面的兩根平行的凸條導軌5上，在三隻光具插座M上分別放置蠟燭臺、 帶手柄凸透鏡31、白屏30 ；觀察像的大小、正像、倒像或者實像、虛像跟物體的位置的關係。
權利要求
1.一種物理實驗儀器盒，包括盒體和盒蓋，其特徵在於盒蓋(1)設有與槓桿支架(6) 安裝螺栓相配合的兩個通孔(3)，盒蓋(1)反面的一側設有盲孔(4)，盒蓋(1)反面的中部 設有兩根平行的凸條導軌(5);盒體(2)內腔設有託架(6)，量筒(9)、彈簧測力計(10)、燒 瓶(11)分別卡裝在託架(6)上，量筒(9)旁側放置槓桿支架(7)、槓桿橫梁(8)及燒瓶支架 (15)，量筒(9)內腔放置溫度計(12)滑輪支架(13)、及雷射筆(14)；彈簧測力計(10)旁側 放置託盤天平(16)，託盤天平(16)尖端兩側設有力學零件格(17)、光學小零件格(18)及光 學大零件格(19);在光學小零件格(18)內放置定滑輪(20)、動滑輪(21)及鉤碼(23)，在光 學大零件格(19)內放置光具插座(24)、小孔板(29)、白屏(30)、凸透鏡(31)、平面鏡(32)、 平面玻璃(33)及圓刻度盤(34)。
2.根據權利要求1所述一種物理實驗儀器盒，其特徵在於所述光具插座(24)為長 方體，它的底部設有與盒蓋反面的兩根平行凸條導軌(5)配合的凹槽(25)，頂面設有圓臺 (26),頂面及一個側面設有插槽(27 )。
3.採用權利要求1所述一種物理實驗儀器盒探究物理實驗範例，包括[1]了解託盤天平(16)的結構及使用，藉助鑷子和砝碼稱19g以內物體的重量；[2]用量筒(9)測量不規則形狀物體的體積將小型不規則形狀物體投入盛有半筒水 的量筒(9)，觀察和記錄水位刻度變化；[3]測量滑輪組的機械效率槓桿支架(7)豎立安裝在盒蓋(2)的正面，滑輪支架(13) 水平嵌入槓桿支架(7)的頂端凹槽，藉助掛鈎、棉線串掛動滑輪(21)、定滑輪(20)及鉤碼 (22)，棉線的一端與彈簧測力計(10)的掛鈎連接；探究動滑輪、定滑輪的機械效率，觀察動 滑輪能省一半力，但不能改變用力方向；觀察定滑輪只能改變力的方向，不能省力；[4]探究槓桿的平衡條件槓桿支架(7)豎立安裝在盒蓋(1)的正面，槓桿橫梁(8)及 槓桿刀架(23)水平安裝在槓桿支架(7)的頂端，把鉤碼(22)分別掛在槓桿兩側，增減鉤碼 (22)的個數或調整離支點的距離，直到槓桿平衡；或者槓桿左邊掛鈎碼(22)，右邊掛實物， 觀察槓桿有改變力的方向，省力、省時的作用；[5]探究影響摩擦力大小的因素用彈簧測力計(10)拉住木塊放在毛巾、紗布或者光 滑的玻璃平面上移動，探究影響摩擦力大小的因素；[6]探究水的沸騰盒蓋(1)反面朝上，把燒瓶支架(15)豎立插入盒蓋反面的盲孔 (4)，加蓋盛水的燒瓶(11)放置在燒瓶支架(15)圓圈中，藉助蠟燭盒、溫度計(12)通過實驗 探究物態變化過程；觀察水的沸騰，水沸騰時的特點；移開蠟燭盒後，停止加熱，觀察水是 否繼續沸騰；如果繼續加熱，水會不會在沸騰時溫度也繼續升高；[7]探究冰、石蠟的融化特點盒蓋(1)反面朝上，把燒瓶支架(15)豎立插入盒蓋反面 的盲孔(4)，加蓋盛冰或者盛石蠟的燒瓶(11)先後分別放置在燒瓶支架(15)圓圈中，觀察 冰、石蠟在熔化前、熔化中、熔化後的三個階段的溫度特點；藉助插入燒瓶(11)中的溫度計 (12) 了解不同物質在由固態變成液態的熔化過程中，溫度的變化規律；[8]探究熱傳遞改變內能盒蓋(1)反面朝上，把燒瓶支架(15)豎立插入盒蓋反面的 盲孔(4 )，加蓋裝有一半乾燥沙子的燒瓶(11)放置在在燒瓶支架(15 )圓圈中，燒瓶(11)下 部浸入熱水杯中，觀察插入燒瓶(11)中的溫度計(12)的溫度變化；[9]探究做功改變內能溫度計(12)插入加蓋並裝有一半乾燥沙子的燒瓶(11)，手 持燒瓶(11)上下晃動，使沙子在溫度計上來回摩擦，觀察溫度計的溫度變化；[10]探究光的反射規律平面鏡(32)與圓刻度盤(34)垂直放置並與圓刻度盤的 90°中心線相交，用雷射筆(14)以不同角度朝平面鏡(32)上所反映圓刻度盤的中心點照 射；觀察入射光線、反射光線對稱位於法線的兩側，認識光的反射現象，理解光的反射定律，了解法線的物理意義；[11]探究小孔成像盒蓋(1)反面朝上，三隻光具插座(24)放置在盒蓋反面的兩根 平行的凸條導軌(5)上，在三隻光具插座(24)上分別放置蠟燭盒、小孔板(29)、白屏(30); 蠟燭火焰中心、小孔及白屏中心三者要在一條水平直線上，並要靠得近些；[12]探究凸透鏡成像規律盒蓋(1)反面朝上，三隻光具插座(24)放置在盒蓋反 面的兩根平行的凸條導軌(5)上，在三隻光具插座(24)上分別放置蠟燭盒、帶手柄凸透鏡 (31)、白屏(30)；觀察像的大小、正像、倒像或者實像、虛像跟物體的位置的關係。
全文摘要
一種物理實驗儀器盒，盒蓋設有與槓桿支架安裝螺栓相配合的兩個通孔，盒蓋反面的一側設有盲孔，盒蓋反面的中部設有兩根平行的凸條導軌；盒體內腔設有託架，量筒、彈簧測力計、燒瓶分別卡裝在託架上，量筒旁側放置槓桿支架、槓桿橫梁及燒瓶支架，量筒內腔放置溫度計滑輪支架、及雷射筆；彈簧測力計旁側放置託盤天平，託盤天平尖端兩側設有力學零件格、光學小零件格及光學大零件格；在光學小零件格內放置定滑輪、動滑輪及鉤碼，在光學大零件格內放置光具插座、小孔板、白屏、凸透鏡、平面鏡、平面玻璃及圓刻度盤。本發明形體小巧、一物多用、攜帶方便、成本低廉，可為參加物理實驗的學生人手一盒，能滿足學生們親自動手做實驗的要求。
文檔編號G09B23/06GK102117568SQ201110076530
公開日2011年7月6日 申請日期2011年3月29日 優先權日2011年3月29日
發明者胡勇 申請人:胡勇