平抛运动轨迹显示物理教学实验仪的制作方法
专利名称：平抛运动轨迹显示物理教学实验仪的制作方法
技术领域：
本实用新型发明属于中学高中物理实验教学平抛运动轨迹显示装置仪器结构技术领域。
背景技术：
在高中物理教学中，平抛运动是一个十分重要的内容。所谓平抛运动，就是将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，不考虑空气阻力物体只在重力作用下所做的运动，叫做平抛运动。在平抛运动中，物体受到与速度方向成角度的重力作用，所以做曲线运动。平抛运动可以分解为水平方向和竖直方向上的两个分运动.在水平方向(也就是在初速度方向)上物体不受力，物体由于惯性而做勻速直线运动，速度等于平抛物体的初速度。在竖直方向上物体受到重力的作用，并且初速度为零，物体做自由落体运动。平抛物体在任一时刻的位置坐标χ和y。取水平方向为χ轴，正方向与初速度ν的方向相同，取竖直方向为y轴，正方向向下，取抛出点为坐标原点，加速度方向与y轴正方向相同，所以是正值，即a = g，物体在任何时刻t的位置坐标可以由下面的公式求出χ = v0t y = - gt2
"2·根据以上两式可知，平抛运动的轨迹是一条抛物线。如果平抛运动的轨迹能够随着作平抛运动的物体而显示并固定下来，那么就可利用其轨迹对平抛运动进行定性研究。 很久以来，人们都在探索研究使平抛运动轨迹显示的方法。现有的平抛运动轨迹显示物理教学实验仪通常采用的是利用大头针钉在平面板上，让通过导槽的钢球所作的平抛运动逐次碰掉大头针，然后将所有碰掉大头针的点用画笔标注出来，形成一个钢球所作的平抛运动轨迹。这种方式存在的缺陷是，要一次一次地抛钢球，一次一次地碰掉大头针，过程繁琐， 不利教学；而且在钢球作平抛运动的过程中，由于钢球与大头针的碰撞不可能每次都是正碰，其运动轨迹并不是固定的，由于碰撞的影响，钢球所作的平抛运动并不是一次完成的， 所描绘的轨迹是失真的。
发明内容本实用新型的目的正是为了克服上述现有的平抛运动轨迹显示的缺陷，而提供一种平抛运动轨迹自动显示的方法，过程简要、运动轨迹正确、清晰、固定，方便收接钢球的平抛运动轨迹显示物理教学实验仪。本实用新型的目是通过如下技术方案来实现的。平抛运动轨迹显示物理教学实验仪，其特征是，包括平面板和用于支撑平面板的支架，安装在平面板上的导槽和用于在导槽作平抛的钢球，以及导槽口下贴在平面板上的坐标纸，并在平面板上安装导槽的端面设有高度标尺，在钢球的表面吸附有激光打印碳粉。本实用新型在导槽口平抛钢球的下方位于坐标纸下部的平面板上设置有弧形接球槽。[0010]本实用新型在平面板的高度标尺旁固定有钢球储存桶用于放置钢球。本实用新型采用激光打印碳粉放入储存桶内(可用激光打印机更换碳粉时粉仓内遗留的废碳粉)，放入钢球对其进行着粉染色，用摄子将染过色的钢球从储存桶夹起来，放入平抛运动轨迹显示物理教学实验仪的不锈钢导槽中，让其自由滚下，当小钢球从不锈钢导槽水平出口滚出后，在竖直平面内做平抛运动，同时，在平抛运动轨迹显示物理教学实验仪平面板的直角坐标纸上，显示出小钢球作平抛运动的轨迹。本实用新型的有益效果是，平抛运动轨迹显示物理教学实验仪能够将所作的平抛运动规则、简要、轨迹正确、清晰、、固定、钢球方便收接。本实用新型仪器抛出钢球以后，钢球在竖直平面内一次完成平抛运动，其运动轨迹随着钢球的运动进程自动显示在坐标纸上，仪器设有接住钢球的弧形槽装置，使钢球不掉地乱滚，拾找麻烦。
以下结合附图及实施例进一步阐述本实用新型内容。
图1为本实用新型结构示意图；图2为在坐标纸上平抛运动轨迹显示示意图。
具体实施方式
见图1，图2，将木质平面板1按基本垂直于地面用铝合金三角支架2支撑，导槽3 采用不锈钢材料，导槽3采用薄铝条和小螺钉固定在平面板1上，其导槽口的位置基本保证钢球边沿与平面板平齐。采用直径为约为IOmm的小钢球9作为平抛物体，先将小钢球放入装有激光打印炭粉的储存桶4内，用镊子搅拌小钢球使其着粉染色，吸附炭粉，再用摄子将染过色的小钢球夹起来，放入不锈钢导槽3中，让小球从相对于不锈钢导槽出口为一定高度h的位置沿导槽3自由滚下，高度h可从高度标尺7上测得。当小钢球从不锈钢导槽水平线8出口处滚
出后以初速度Vtl做平抛运动，其初速度ν。由mgh = # Hiv02公式确定，式中m为小钢球质量，
JbP
g为当地重力加速度，h为小钢球在导槽中开始下落时与水平出口间的相对高度(小钢球与不锈钢导槽之间的摩擦可忽略)，同时在坐标纸上显示出平抛运动的轨迹。通过轨迹曲线， 结合坐标纸6定位定标，从而对平抛运动进行定量研究。在钢球做平抛运动后下落到弧形接球槽5内，弧形接球槽5上翘的两端使钢球不会滚出槽外，方便拾取。
权利要求1.平抛运动轨迹显示物理教学实验仪，其特征是，包括平面板(1)和用于支撑平面板的支架(2)，安装在平面板上的导槽(3)和用于在导槽作平抛的钢球(9)，以及导槽口下贴在平面板上的坐标纸(6)，并在平面板上安装导槽的端面设有高度标尺(7)；在钢球(9)的表面吸附有激光打印碳粉。
2.根据权利要求1所述的平抛运动轨迹显示物理教学实验仪，其特征是，在导槽口平抛钢球的下方位于坐标纸下部的平面板上设置有弧形接球槽(5)。
3.根据权利要求1所述的平抛运动轨迹显示物理教学实验仪，其特征是，在平面板的高度标尺旁固定有钢球储存桶(4 )用于放置钢球(9 )。
专利摘要平抛运动轨迹显示物理教学实验仪，本实用新型包括平面板和用于支撑平面板的支架，安装在平面板上的导槽和用于在导槽作平抛的钢球，以及导槽口下贴在平面板上的坐标纸，并在平面板上安装导槽的端面设有高度标尺。本实用新型具有所作的平抛运动规则、简要、轨迹正确、清晰、钢球方便收接的优点。
文档编号G09B23/10GK202167167SQ201120275198
公开日2012年3月14日 申请日期2011年8月1日 优先权日2011年8月1日
发明者岳俊洋, 沙育年, 王周坐, 王昆林 申请人:王昆林
技术领域：
本实用新型发明属于中学高中物理实验教学平抛运动轨迹显示装置仪器结构技术领域。
背景技术：
在高中物理教学中，平抛运动是一个十分重要的内容。所谓平抛运动，就是将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，不考虑空气阻力物体只在重力作用下所做的运动，叫做平抛运动。在平抛运动中，物体受到与速度方向成角度的重力作用，所以做曲线运动。平抛运动可以分解为水平方向和竖直方向上的两个分运动.在水平方向(也就是在初速度方向)上物体不受力，物体由于惯性而做勻速直线运动，速度等于平抛物体的初速度。在竖直方向上物体受到重力的作用，并且初速度为零，物体做自由落体运动。平抛物体在任一时刻的位置坐标χ和y。取水平方向为χ轴，正方向与初速度ν的方向相同，取竖直方向为y轴，正方向向下，取抛出点为坐标原点，加速度方向与y轴正方向相同，所以是正值，即a = g，物体在任何时刻t的位置坐标可以由下面的公式求出χ = v0t y = - gt2
"2·根据以上两式可知，平抛运动的轨迹是一条抛物线。如果平抛运动的轨迹能够随着作平抛运动的物体而显示并固定下来，那么就可利用其轨迹对平抛运动进行定性研究。 很久以来，人们都在探索研究使平抛运动轨迹显示的方法。现有的平抛运动轨迹显示物理教学实验仪通常采用的是利用大头针钉在平面板上，让通过导槽的钢球所作的平抛运动逐次碰掉大头针，然后将所有碰掉大头针的点用画笔标注出来，形成一个钢球所作的平抛运动轨迹。这种方式存在的缺陷是，要一次一次地抛钢球，一次一次地碰掉大头针，过程繁琐， 不利教学；而且在钢球作平抛运动的过程中，由于钢球与大头针的碰撞不可能每次都是正碰，其运动轨迹并不是固定的，由于碰撞的影响，钢球所作的平抛运动并不是一次完成的， 所描绘的轨迹是失真的。
发明内容本实用新型的目的正是为了克服上述现有的平抛运动轨迹显示的缺陷，而提供一种平抛运动轨迹自动显示的方法，过程简要、运动轨迹正确、清晰、固定，方便收接钢球的平抛运动轨迹显示物理教学实验仪。本实用新型的目是通过如下技术方案来实现的。平抛运动轨迹显示物理教学实验仪，其特征是，包括平面板和用于支撑平面板的支架，安装在平面板上的导槽和用于在导槽作平抛的钢球，以及导槽口下贴在平面板上的坐标纸，并在平面板上安装导槽的端面设有高度标尺，在钢球的表面吸附有激光打印碳粉。本实用新型在导槽口平抛钢球的下方位于坐标纸下部的平面板上设置有弧形接球槽。[0010]本实用新型在平面板的高度标尺旁固定有钢球储存桶用于放置钢球。本实用新型采用激光打印碳粉放入储存桶内(可用激光打印机更换碳粉时粉仓内遗留的废碳粉)，放入钢球对其进行着粉染色，用摄子将染过色的钢球从储存桶夹起来，放入平抛运动轨迹显示物理教学实验仪的不锈钢导槽中，让其自由滚下，当小钢球从不锈钢导槽水平出口滚出后，在竖直平面内做平抛运动，同时，在平抛运动轨迹显示物理教学实验仪平面板的直角坐标纸上，显示出小钢球作平抛运动的轨迹。本实用新型的有益效果是，平抛运动轨迹显示物理教学实验仪能够将所作的平抛运动规则、简要、轨迹正确、清晰、、固定、钢球方便收接。本实用新型仪器抛出钢球以后，钢球在竖直平面内一次完成平抛运动，其运动轨迹随着钢球的运动进程自动显示在坐标纸上，仪器设有接住钢球的弧形槽装置，使钢球不掉地乱滚，拾找麻烦。
以下结合附图及实施例进一步阐述本实用新型内容。
图1为本实用新型结构示意图；图2为在坐标纸上平抛运动轨迹显示示意图。
具体实施方式
见图1，图2，将木质平面板1按基本垂直于地面用铝合金三角支架2支撑，导槽3 采用不锈钢材料，导槽3采用薄铝条和小螺钉固定在平面板1上，其导槽口的位置基本保证钢球边沿与平面板平齐。采用直径为约为IOmm的小钢球9作为平抛物体，先将小钢球放入装有激光打印炭粉的储存桶4内，用镊子搅拌小钢球使其着粉染色，吸附炭粉，再用摄子将染过色的小钢球夹起来，放入不锈钢导槽3中，让小球从相对于不锈钢导槽出口为一定高度h的位置沿导槽3自由滚下，高度h可从高度标尺7上测得。当小钢球从不锈钢导槽水平线8出口处滚
出后以初速度Vtl做平抛运动，其初速度ν。由mgh = # Hiv02公式确定，式中m为小钢球质量，
JbP
g为当地重力加速度，h为小钢球在导槽中开始下落时与水平出口间的相对高度(小钢球与不锈钢导槽之间的摩擦可忽略)，同时在坐标纸上显示出平抛运动的轨迹。通过轨迹曲线， 结合坐标纸6定位定标，从而对平抛运动进行定量研究。在钢球做平抛运动后下落到弧形接球槽5内，弧形接球槽5上翘的两端使钢球不会滚出槽外，方便拾取。
权利要求1.平抛运动轨迹显示物理教学实验仪，其特征是，包括平面板(1)和用于支撑平面板的支架(2)，安装在平面板上的导槽(3)和用于在导槽作平抛的钢球(9)，以及导槽口下贴在平面板上的坐标纸(6)，并在平面板上安装导槽的端面设有高度标尺(7)；在钢球(9)的表面吸附有激光打印碳粉。
2.根据权利要求1所述的平抛运动轨迹显示物理教学实验仪，其特征是，在导槽口平抛钢球的下方位于坐标纸下部的平面板上设置有弧形接球槽(5)。
3.根据权利要求1所述的平抛运动轨迹显示物理教学实验仪，其特征是，在平面板的高度标尺旁固定有钢球储存桶(4 )用于放置钢球(9 )。
专利摘要平抛运动轨迹显示物理教学实验仪，本实用新型包括平面板和用于支撑平面板的支架，安装在平面板上的导槽和用于在导槽作平抛的钢球，以及导槽口下贴在平面板上的坐标纸，并在平面板上安装导槽的端面设有高度标尺。本实用新型具有所作的平抛运动规则、简要、轨迹正确、清晰、钢球方便收接的优点。
文档编号G09B23/10GK202167167SQ201120275198
公开日2012年3月14日 申请日期2011年8月1日 优先权日2011年8月1日
发明者岳俊洋, 沙育年, 王周坐, 王昆林 申请人:王昆林
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