专利名称：一种失重演示装置及其演示方法
技术领域：
本发明涉及一种物理教学演示教具及应用该教具的演示方法，具体的说是一种失重演示装置及其演示方法。
背景技术：
在中学物理教学中，失重实验一直是演示的难点，由于失重是一个动态过程，物体的运动速度快且经历的时间短暂，要直观而清楚的看清这个过程有一定的困难，而目前在中学物理教学中用于物体的失重演示的装置较为流行的有两种，一种是利用物体失重时对与它接触的物体的压力减轻的原理，而使接入物体之间的触点断开，进而使物体内镶嵌的电路断开，使指示灯熄灭。这种装置的缺点是学生在不了解电路的结构、原理的情况下，无法理解失重现象；另一种方法是在物体失重时，在其上方连接一个大的弹簧秤来测试物体的视重，如果发现弹簧秤的示数小于物体静止时的示数，就说明物体失重了，这种方法的缺点是在物体运动过程中很难看清弹簧的示数，影响了学生对失重现象的认识。
发明内容
本发明的发明目的是为了解决现有装置的不足，提供一种受众能够轻易依据自己的知识水平接受并且效果明显的失重演示装置及其演示方法。
本发明的发明目的可以通过以下技术方案来实现。
一种失重演示装置，其特征在于该失重演示装置由定位控制夹、支架系统、以及处在支架系统所构筑空间内并在定位控制夹控制下可以相对于支架系统作垂直落体运动的失重机构组成。
所述支架系统由支架上板、支架立柱、支架底板和底脚组成，支架上板和支架底板分别处在支架立柱两侧并由支架立柱联接为一体，底脚的一端与支架底板连接，底脚的另一端的端面与支架立柱靠近支架底板一端端面共处在一个平面内，支架系统组成部件之间固定连接。
所述失重机构由拉索、重物、拉板、脱拽物、弹性物和飞出物组成；处在支架系统所围成立体空间中的拉板由夹固在定位控制夹上的拉索拉抻为水平状，置放在拉板上的飞出物末端连接的脱拽物被重物压固在拉板上，一端部固定在拉板上的弹性物在飞出物的抵持下给予飞出物一朝向飞出物前部的作用力。
一种利用以上权利要求所述失重演示装置的演示方法，其特征在于该演示方法由以下步骤组成A、将拉抻拉板的拉索上端穿越支架上板后，由定位控制夹夹紧固定并调整拉板为水平状，将飞出物放在拉板上并将其末端连接的脱拽物通过重物压紧在拉板上，将飞出物抵持在弹性物上并通过调整重物压紧脱拽物的位置使弹性物产生一作用于飞出物且方向朝向飞出物前部的弹力。
B、取消定位控制夹对拉索的固定力。
采用以上技术方案设计的失重演示装置及其演示方法，通过运用学生能够理解的牛顿运动定律来研究失重的实质，将失重中物体对支持物之间作用力变化转换为飞出物的运动状态变化，脱拽物在脱离重物和拉板的作用力之后，飞出物在弹性物弹力的作用下飞出，可以直观的感受到前后的变化，降低学生理解失重现象的难度并可以加深理解。
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作一详细说明。
图1为本发明所述失重演示装置的结构示意图。
图中1、定位控制夹 2、支架上板 3、拉索 4、重物 5、拉板 6、支架立柱 7、底脚 8、支架底版 9、脱拽物 10、弹性物 11、飞出物具体实施方式
如图所示的一种失重演示装置，由定位控制夹1、支架系统、以及处在支架系统所构筑空间内并在定位控制夹1控制下可以相对于支架系统作垂直落体运动的失重机构组成。
所述支架系统由支架上板2、支架立柱6、支架底板8和底脚7组成，支架上板2和支架底板8分别处在支架立柱6两侧并由支架立柱6联接为一体，底脚7的一端与支架底板8连接，底脚7的另一端的端面与支架立柱6靠近支架底板8一端端面共处在一个平面内，支架系统组成部件之间固定连接。
所述失重机构由拉索3、重物4、拉板5、脱拽物9、弹性物10和飞出物11组成；处在支架系统所围成立体空间中的拉板5由夹固在定位控制夹1上的拉索3拉抻为水平状，置放在拉板5上的飞出物11末端连接的脱拽物9被重物4压固在拉板5上，一端部固定在拉板5上的弹性物10在飞出物11的抵持下给予飞出物11一朝向飞出物11前部的作用力。
一种利用以上权利要求所述失重演示装置的演示方法，该演示方法由以下步骤组成A、将拉抻拉板5的拉索3上端穿越支架上板2后，由定位控制夹1夹紧固定并调整拉板5为水平状，将飞出物11放在拉板5上并将其末端连接的脱拽物9通过重物4压紧在拉板5上，将飞出物11抵持在弹性物10上并通过调整重物4压紧脱拽物9的位置使弹性物10产生一作用于飞出物11且方向朝向飞出物11前部的弹力。
B、取消定位控制夹1对拉索3的固定力。
在实际操作中，将各部件按照以上方法布置好后，通过控制定位控制夹1的夹放来控制重物4和拉板5对脱拽物9的作用力，根据牛顿运动定律，失重中物体对支持物的压力和支持力的变化，定位控制夹1取消对拉索3的控制后，重物4和拉板5呈自由落体，处于完全失重状态，最终反映到飞出物11的飞行状态变化上，整个物理状态的变化非常直观，将失重的微观动态过程放大表现为飞出物的飞行变化，便于学生理解与记忆。
权利要求
1.一种失重演示装置，其特征在于该失重演示装置由定位控制夹(1)、支架系统、以及处在支架系统所构筑空间内并在定位控制夹(1)控制下可以相对于支架系统作垂直落体运动的失重机构组成。
2.根据权利要求1所述的失重演示装置，其特征在于所述支架系统由支架上板(2)、支架立柱(6)、支架底板(8)和底脚(7)组成，支架上板(2)和支架底板(8)分别处在支架立柱(6)两侧并由支架立柱(6)联接为一体，底脚(7)的一端与支架底板(8)连接，底脚(7)的另一端的端面与支架立柱(6)靠近支架底板(8)一端端面共处在一个平面内，支架系统组成部件之间固定连接。
3.根据权利要求1所述的失重演示装置，其特征在于所述失重机构由拉索(3)、重物(4)、拉板(5)、脱拽物(9)、弹性物(10)和飞出物(11)组成；处在支架系统所围成立体空间中的拉板(5)由夹固在定位控制夹(1)上的拉索(3)拉抻为水平状，置放在拉板(5)上的飞出物(11)末端连接的脱拽物(9)被重物(4)压固在拉板(5)上，一端部固定在拉板(5)上的弹性物(10)在飞出物(11)的抵持下给予飞出物(11)一朝向飞出物(11)前部的作用力。
4.一种利用以上权利要求所述失重演示装置的演示方法，其特征在于该演示方法由以下步骤组成A、将拉抻拉板(5)的拉索(3)上端穿越支架上板(2)后，由定位控制夹(1)夹紧固定并调整拉板(5)为水平状，将飞出物(11)放在拉板(5)上并将其末端连接的脱拽物(9)通过重物(4)压紧在拉板(5)上，将飞出物(11)抵持在弹性物(10)上并通过调整重物(4)压紧脱拽物(9)的位置使弹性物(10)产生一作用于飞出物(11)且方向朝向飞出物(11)前部的弹力。B、取消定位控制夹(1)对拉索(3)的固定力。
全文摘要
一种失重演示装置及其演示方法，由定位控制夹、支架系统及失重机构组成；支架系统由上板、立柱、底板和底脚组成，上板和底板分处在立柱两侧，底脚一端连底板，另端端面与立柱一端面共处一平面。失重机构由拉索、重物、拉板、脱拽物、弹性物和飞出物组成；拉板由夹固在控制夹上的拉索拉抻为水平状，其上的飞出物末端所连脱拽物被重物压在其上，固定在拉板上的弹性物给予飞出物一作用力。该演示方法包括以下步骤调整拉板为水平状，将飞出物放在拉板上并将其末端连接的脱拽物通过重物压紧在拉板上，将飞出物抵持在弹性物上并通过调整重物压紧脱拽物的位置使弹性物产生一作用于飞出物且方向朝向飞出物前部的弹力；取消定位控制夹对拉索的固定力。
文档编号G09B23/08GK101042814SQ2006100250
公开日2007年9月26日 申请日期2006年3月23日 优先权日2006年3月23日
发明者蔡文学, 姚成兴 申请人:上海市嘉定区第二中学