平拋運動實驗器的製作方法
2023-09-11 09:07:50
專利名稱:平拋運動實驗器的製作方法
本實用新型涉及一種研究物體平拋運動規律的教學實驗儀器的改進。適合於物理教學演示，特別適合學生分組實驗用。
現成的物理教學實驗大綱要求學生通過分組實驗，描繪出平拋物體運動的軌跡，並求出平拋物體的初速度。通常採用作一定次數的平拋物體運動實驗，找出每次拋體運動的一個軌跡點，再將各軌跡點用平滑的曲線連接起來，得出該運動軌跡。這種實驗方法繁鎖、費時，直觀性差、實驗誤差大。另有一種採用閃光照相的方法，雖然實驗精度較高，但需要衝、洗、印等加工過程，同樣存在費時且費用投資較高等缺點。中國專利局於今年7月22日在實用新型專利申請公報上公告了「拋體運動、機械能守恆定量實驗儀」(GG85 205224)介決了現有儀器結構中讓鋼球沿弧形軌道滾下而導致的誤差過大問題。但需多次移動遊標臺、擺球滾動作平拋運動，仍有繁鎖、易造成誤差等不足。
本實用新型的目的就是為了克服上述缺點、提供一種簡便易行直觀性好精度高的新型平拋運動實驗器。它能方便迅速地在作平拋運動實驗演示的同時，一次自動描繪出該次運動的清晰軌跡。
本實用新型的任務是這樣完成的根據磁吸附原理，設計一磁力吸放件、使能吸住和釋放拋體，並能在導軌弧形段上任意移動和固定；拋體成圓柱體，在銅質外殼內腔軸向套裝上環形磁體，在環形磁體中心孔內套裝固定上描跡用的軟材質筆尖，在外殼兩端下部均具有與槽型導軌相配合的導軌支承平面；拋體外殼上緊固一支螺釘，以使吸放件吸住和釋放圓柱形拋體，鋼質軌跡記錄面板上裝夾好供描跡用的專用座標紙用條狀卡夾和鎮紙磁鐵固定，導軌的水平段呈水平狀態緊固於面板上。當扣動吸放件上的釋放鍵時，拋體便沿導軌的兩槽沿下滑，改變以往裝置的滾動為平動，通過拋體與鋼質記錄面板的磁吸附和其上的軟材質筆尖連同拋體一起迅速移動，實現筆尖與座標紙的「軟」接觸，從而達到在作平拋運動的過程中在座標紙上描繪出清晰運動軌跡的目的。
本實用新型不僅有方便快捷的優點，而且有精度高(誤差減小到1％)、能在缺電或停電的場合使用。當採用下面將要詳細描述的實施例結構時，由於只需在拋體和吸放件等作些改進，所以與同類儀器相比較，製造容易、成本低廉。
下面結合附圖對本實用新型作進一步描述。
圖一是本實用新型一種具體結構的主視圖。
(1)座標紙 (2)軌跡記錄面板 (3)槽型滑動導軌(4)磁力吸放件 (5)底座 (6)底座調節旋紐(7)重力線 (8)接盤 (9)鎮紙磁鐵(10)卡夾 (A)拋體圖二是拋體(A)的剖視圖。
(A1)軟材質筆尖 (A2)環形磁體 (A3)外殼參照圖一、圖二，一張薄鋼板製成的鋼質軌跡記錄面板(2)與水平放置的底座(5)採用螺釘連接並垂直安裝。(5)下有一個固定的錐腳和兩個調節旋紐(6)。面板(2)的左上方用螺釘緊固一支具有一定弧度用鋁材製成的槽型滑動導軌(3)，導軌(3)弧形段與水平段夾角以40～50度為宜，裝配時水平段應呈水平狀態，弧形段上套裝有一個磁力吸放件(4)。吸放件(4)可在導軌(3)弧形段上任意移動並用平頭螺釘緊固。拋體(A)為圓柱體由外殼(A3)，環形磁體(A2)和軟材質筆尖(A1)組成，外殼(A3)是一個銅質圓柱體形，其兩端下部均切制出一個與槽型滑動導軌(3)相配合的導軌支承平面，與該平面成正交位置附近緊固一枚鐵質螺釘。在外殼(A3)內腔軸向安裝環形磁體(A2)，(A2)和(A3)可作相對移動，(A2)上開有中心孔，其內固定安裝上具有一定機械強度的軟材質的吸水性好的筆尖(A1)。(A1)可用軟木質，塑料或橡膠質製成。拋體(A)置於導軌(3)的兩槽沿上，由磁力吸放件(4)內的磁體吸住固定在拋體銅質外殼上的鐵質螺釘。(4)由塑料外殼、伸縮彈簧、磁體和釋放鍵組成。塑料外殼上開有一個與拋體上的鐵質螺釘相配合的孔。拋體(A)上固定安裝的描跡筆尖(A1)指向鋼質軌跡記錄面板(2)，(2)上裝有一張供描跡用的專用座標紙(1)。固定座標紙(1)的條狀卡夾(10)可用鐵皮或鋁皮，其槽狀空腔尺寸與面板厚度相匹配。(1)下方的鎮紙磁鐵(9)可製作成長方形、正方形、圓形等不同幾何形狀，以能壓緊座標紙(1)為準。兩個底座調節旋紐(6)用以調節軌跡記錄面板(2)的垂直度及導軌(3)水平段的水平狀態。重垂線(7)用以校正座標紙(1)縱軸線(Y)是否垂直。接盤(8)用作接裝拋體(A)，盤內墊絨布或泡沫塑料墊，(8)與底座(5)用木質或鐵質或塑料製造或塑鑄成一體。
操作時必須首先調節底座調節旋紐，使記錄面板垂直和導軌的水平段呈水平狀態，將專用座標紙上面的水平漸開線折齊騎於面板上沿後用卡夾夾緊，且縱座標必須與重垂線平行，座標紙下部兩角邊沿附近用鎮紙磁鐵靠磁力壓緊；拋體上的筆尖擠滴上選用的墨水，拋體放置於導軌弧形段兩槽沿的任意位置上、由吸放件吸住。釋放拋體後，圓柱拋體沿導軌下滑，拋體上的環形磁體與鋼質面板產生磁性吸附連同筆尖一起迅速向記錄面板平動位移描繪出一條清晰運動軌跡。取其曲線上任一點的座標，即可先求出拋體的飛行時間，再求出拋體運動的初速度。若多取幾點分別求出拋體的初速度，則可算出平均值；若改變拋體在導軌弧形段的位置，則可描繪出下一條運動軌跡，同樣求出拋體的飛行時間和初速度以及平均值，以便進行驗證對比。
權利要求
1.一種主要由軌跡記錄面板、導軌、拋體和拋體吸放件所組成的平拋運動實驗器，其特徵在於a、拋體(A)有一個銅質圓柱形外殼(A3)，其內腔沿軸向套裝環形磁體(A2)，(A2)中心孔內套裝並固定軟材質筆尖(A1)，(A3)兩端下部均具有與槽型滑動導軌(3)相配合的導軌支承平面，(A3)上還緊固一枚螺釘，b、鋼質軌跡記錄面板(2)上用卡夾(10)和兩塊鎮紙磁鐵(9)固定有專用座標紙(1)，c、磁力吸放件(4)是由上面開有一個與(A3)上螺釘相配合的孔的塑料外殼，內裝有彈簧、磁體和釋放鍵組成，(4)能在導軌(3)的弧形段上任意移動和固定，(3)的水平段呈水平狀態固定於面板(2)上。
2.如權利要求
1所述的平拋運動實驗器，其特徵是槽型滑動導軌(3)弧形段與水平段夾角，以40～50度為宜。
3.如權利要求
1所述的運動實驗器驗器，其特徵是鎮紙磁鐵(9)可成長方形，正方形，圓形等不同幾何形狀。
4.如權利要求
1所述的平拋運動實驗器，其特徵是槽型滑動導軌(3)是由鋁材製造，軟材質筆尖(A1)可選用吸水性好的軟木質或軟塑料或橡膠質製成。
專利摘要
本實用新型提供了一種平拋運動實驗器，它是用於物理教學中研究平拋運動規律、描繪平拋物體運動軌跡、驗證平拋運動是水平向前的勻速直線運動和垂直向下的自由落體運動的合用運動。特別適合學生分組實驗用。本儀器採用磁力吸放件、吸放拋體，用平動替代滾動。在作平拋運動時，它能使固定在拋體上的筆尖和鋼質軌跡記錄面板的座標紙「軟」接觸，一次自動準確描繪出一條清晰運動軌跡。它有直觀性強，方便迅速、精度高(誤差減小到1％)和不需要用電等優點。
文檔編號G09B23/00GK87205180SQ87205180
公開日1988年7月13日 申請日期1987年9月23日
發明者黃可瑜, 彭天柱, 胡永明 申請人:四川省德陽市什邡教學儀器廠導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan