一种物理教学演示装置及方法与流程

本发明涉及物理教学技术领域，具体为一种物理教学演示装置及方法。

背景技术：

物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科，作为自然科学的带头学科，物理学研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律，因此成为其他各自然科学学科的研究基础，它的理论结构充分地运用数学作为自己的工作语言，以实验作为检验理论正确性的唯一标准，它是当今最精密的一门自然科学学科。

物理作为必修科目之一，因物理学中重力无实物，教师在进行教学时，学生不能够直观进行观察理解速度较慢，跟不上课程安排，降低了教学质量，现有物理教学试验用具，因实验速度较慢，课堂上没有足够时间满足每个学生动手操作进行感受。为此，我们提供了物理教学演示装置及方法解决以上问题。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了弥补现有技术的不足，提供了一种物理教学演示装置及方法，它具有直观性较高和教学演示速度快便于学生操作的优点，解决了现有物理教学实验速度慢的问题。

本发明为解决上述技术问题，提供如下技术方案：一种物理教学演示装置及方法，包括箱体，所述箱体的底面固定安装有滚动轮，所述箱体的左侧面固定连接有两个相对称的把手，所述箱体的正面开设有观察口，所述观察口的内壁固定连接有玻璃罩，所述箱体的正面固定安装有压力显示器，所述箱体的内底壁固定连接有托板，所述托板的上表面固定连接有压力传感器，所述箱体的左侧面开设有落料口，其特征在于：所述箱体的外表面固定安装有收纳机构，所述箱体的内部固定安装有调节机构，所述箱体的上表面固定安装有进料机构。

进一步的，所述调节机构包括刻度条、滑槽、通槽、滑块、支撑杆、指针和气缸,所述箱体的左右两侧面均开设有通槽，每个所述通槽的内部均放置有与通槽相适配的支撑杆，每个所述支撑杆的外表面均固定连接有两个相对称的指针，且指针的外表面与箱体的外表面相接触，所述箱体的左右两侧面均开设有两组相对称的刻度条，每个所述支撑杆的上表面均固定连接气缸，两个所述气缸的固定端均与箱体的内顶壁固定连接。

通过采用上述技术方案，调节高度更加快速精准，减小误差的产生，使学生认知更加清晰直观。

进一步的，所述收纳机构包括软质垫、收纳仓、旋钮、合页、封盖、通孔、第一螺纹孔、螺纹杆、橡胶垫、第二螺纹孔和螺钉,所述箱体的外表面固定连接有收纳仓，且收纳仓位于落料口的正下方，所述收纳仓的底面开设有第一螺纹孔，所述第一螺纹孔的内部螺纹连接有螺纹杆，所述螺纹杆的顶端固定连接有橡胶垫，所述螺纹杆的底端固定连接有旋钮，所述收纳仓的外表面通过合页固定铰接有封盖，所述封盖的外表面开设有通孔，所述收纳仓的上表面开设有第二螺纹孔，所述第二螺纹孔的内部螺纹连接有螺钉。

通过采用上述技术方案，避免该装置在闲置期间铁质球出现丢失需要购买，可长时间进行使用，避免不必要教学试验用具的开支。

进一步的，所述进料机构包括进料管、定位爪、下落弯管、接料座、电磁圈和减震垫,两个所述支撑杆之间放置有电磁圈，且两个支撑杆相互靠近的一侧面均与电磁圈的外表面固定连接，所述电磁圈的底面固定连接有等距离排列的定位爪，所述电磁圈的上表面固定连接有呈喇叭状的接料座，所述箱体的内部放置有进料管，且进料管位于电磁圈的正上方，所述进料管的顶端贯穿箱体的内顶壁并延伸至箱体的上方。

通过采用上述技术方案，能够快速对铁质球进行固定，适用性较强，提高了教学试验速度，使学生都能够进行动手操作。

进一步的，所述收纳仓的内壁固定连接有软质垫。

通过采用上述技术方案，能够对下落铁质球进行缓冲，避免铁质球直接撞击收纳仓的内壁出现震动和噪声。

进一步的，每个所述通槽的内壁均开设有滑槽，每个所述支撑杆的外表面均固定连接有两个与滑槽相适配的滑块，且滑块卡接在滑槽的内部。

通过采用上述技术方案，使支撑杆滑动更加方便，避免支撑杆在滑动时出现卡顿的问题。

进一步的，所述进料管的底端固定连通有下落弯管，且下落弯管位于接料座的正上方。

通过采用上述技术方案，能够对铁质球进行减速处理，避免铁质球直接下落对该装置内部零件造成损坏。

进一步的，所述接料座的内壁固定连接有等距离排列的减震垫，且减震垫的材质为丁基橡胶。

通过采用上述技术方案，利用丁基橡胶弹性和耐磨特性，使其使用时间长。

进一步的，演示方法包括如下步骤：

进一步的，该物理教学演示方法的具体步骤为：

s1：清理状态时：首先将压力传感器、压力显示、气缸和电磁圈与电源相连通，电磁圈通电启动产生磁力，由教师将铁质球从进料管下放，经过下落弯管进行减速下落到接料座的内部吸附在电磁圈的内部，能够快速对铁质球进行固定，适用性较强，提高了教学试验速度，使学生都能够进行动手操作。

s2：读数显示状态：再由气缸通电启动带动支撑杆和电磁圈进行移动，通过教师观察指针在刻度条上位置确定铁质球的高度，进行教学试验，调节高度更加快速精准，减小误差的产生。

s3：防护状态时：断电磁力消失，铁质球从电磁圈内下落与压力传感器接触进行检测，由压力显示上显示数字使学生进行观看，铁质球从托板处下滑从落料口飞出掉落至收纳仓的内部，教学试验完成后，翻动合页用螺钉将收纳仓和封盖固定，避免该装置在闲置期间铁质球出现丢失需要购买，可长时间进行使用，避免不必要教学试验用具的开支。

与现有技术相比，该物理教学演示装置及方法具备如下有益效果：

一、本发明通过电磁圈通电启动产生磁力，由教师将铁质球从进料管下放，经过下落弯管进行减速下落到接料座的内部吸附在电磁圈的内部，能够快速对铁质球进行固定，适用性较强，提高了教学试验速度，使学生都能够进行动手操作。

二、本发明通过铁质球从电磁圈内下落与压力传感器接触进行检测，由压力显示上显示数字使学生进行观看，铁质球从托板处下滑从落料口飞出掉落至收纳仓的内部，教学试验完成后，翻动合页用螺钉将收纳仓和封盖固定，避免该装置在闲置期间铁质球出现丢失需要购买，可长时间进行使用，避免不必要教学试验用具的开支。

附图说明

图1为本发明箱体立体图；

图2为本发明收纳仓主视图的剖面图；

图3为本发明图1中b处结构放大示意图；

图4为本发明图1中a处结构放大示意图；

图5为本发明箱体主视图的剖面图；

图6为本发明接料座主视图的剖面图。

图中：1、调节机构；101、刻度条；102、滑槽；103、通槽；104、滑块；105、支撑杆；106、指针；107、气缸；2、收纳机构；201、软质垫；202、收纳仓；203、旋钮；204、合页；205、封盖；206、通孔；207、第一螺纹孔；208、螺纹杆；209、橡胶垫；210、第二螺纹孔；211、螺钉；3、进料机构；301、进料管；302、定位爪；303、下落弯管；304、接料座；305、电磁圈；306、减震垫；4、把手；5、落料口；6、滚动轮；7、箱体；8、玻璃罩；9、观察口；10、压力显示；11、托板；12、压力传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种物理教学演示装置及方法，包括箱体7，箱体7的底面固定安装有滚动轮6，箱体7的左侧面固定连接有两个相对称的把手4，箱体7的正面开设有观察口9，观察口9的内壁固定连接有玻璃罩8，箱体7的正面固定安装有压力显示器10，箱体7的内底壁固定连接有托板11，托板11的上表面固定连接有压力传感器12，箱体7的左侧面开设有落料口5，箱体7的外表面固定安装有收纳机构2，箱体7的内部固定安装有调节机构1，箱体7的上表面固定安装有进料机构3。

进一步的，调节机构1包括刻度条101、滑槽102、通槽103、滑块104、支撑杆105、指针106和气缸107,箱体7的左右两侧面均开设有通槽103，每个通槽103的内部均放置有与通槽103相适配的支撑杆105，每个支撑杆105的外表面均固定连接有两个相对称的指针106，且指针106的外表面与箱体7的外表面相接触，箱体7的左右两侧面均开设有两组相对称的刻度条101，每个支撑杆105的上表面均固定连接气缸107，两个气缸107的固定端均与箱体7的内顶壁固定连接。调节高度更加快速精准，减小误差的产生。

进一步的，收纳机构2包括软质垫201、收纳仓202、旋钮203、合页204、封盖205、通孔206、第一螺纹孔207、螺纹杆208、橡胶垫209、第二螺纹孔210和螺钉211,箱体7的外表面固定连接有收纳仓202，且收纳仓202位于落料口5的正下方，收纳仓202的底面开设有第一螺纹孔207，第一螺纹孔207的内部螺纹连接有螺纹杆208，螺纹杆208的顶端固定连接有橡胶垫209，螺纹杆208的底端固定连接有旋钮203，收纳仓202的外表面通过合页204固定铰接有封盖205，封盖205的外表面开设有通孔206，收纳仓202的上表面开设有第二螺纹孔210，第二螺纹孔210的内部螺纹连接有螺钉211，避免该装置在闲置期间铁质球出现丢失需要购买，可长时间进行使用，避免不必要教学试验用具的开支。

进一步的，进料机构3包括进料管301、定位爪302、下落弯管303、接料座304、电磁圈305和减震垫306,两个支撑杆105之间放置有电磁圈305，且两个支撑杆105相互靠近的一侧面均与电磁圈305的外表面固定连接，电磁圈305的底面固定连接有等距离排列的定位爪302，电磁圈305的上表面固定连接有呈喇叭状的接料座304，箱体7的内部放置有进料管301，且进料管301位于电磁圈305的正上方，进料管301的顶端贯穿箱体7的内顶壁并延伸至箱体7的上方，能够快速对铁质球进行固定，适用性较强，提高了教学试验速度，使学生都能够进行动手操作。

进一步的，收纳仓202的内壁固定连接有软质垫201，能够对下落铁质球进行缓冲，避免铁质球直接撞击收纳仓202的内壁出现震动和噪声。

进一步的，每个通槽103的内壁均开设有滑槽102，每个支撑杆105的外表面均固定连接有两个与滑槽102相适配的滑块104，且滑块104卡接在滑槽102的内部，使支撑杆105滑动更加方便，避免支撑杆105在滑动时出现卡顿的问题。

进一步的，进料管301的底端固定连通有下落弯管303，且下落弯管303位于接料座304的正上方，能够对铁质球进行减速处理，避免铁质球直接下落对该装置内部零件造成损坏。

进一步的，接料座304的内壁固定连接有等距离排列的减震垫306，且减震垫306的材质为丁基橡胶，利用丁基橡胶弹性和耐磨特性，使其使用时间长。

进一步的，该物理教学演示方法包括如下步骤：

s1：清理状态时：首先将压力传感器12、压力显示10、气缸107和电磁圈305与电源相连通，电磁圈305通电启动产生磁力，由教师将铁质球从进料管301下放，经过下落弯管303进行减速下落到接料座304的内部吸附在电磁圈305的内部，能够快速对铁质球进行固定，适用性较强，提高了教学试验速度，使学生都能够进行动手操作。

s2：读数显示状态：再由气缸107通电启动带动支撑杆105和电磁圈305进行移动，通过教师观察指针106在刻度条101上位置确定铁质球的高度，进行教学试验，调节高度更加快速精准，减小误差的产生。

s3：防护状态时：电磁圈305断电磁力消失，铁质球从电磁圈305内下落与压力传感器12接触进行检测，由压力显示10上显示数字使学生进行观看，铁质球从托板11处下滑从落料口5飞出掉落至收纳仓202的内部，教学试验完成后，翻动合页204用螺钉211将收纳仓202和封盖205固定，避免该装置在闲置期间铁质球出现丢失需要购买，可长时间进行使用，避免不必要教学试验用具的开支。

工作原理：首先将压力传感器12、压力显示10、气缸107和电磁圈305与电源相连通，电磁圈305通电启动产生磁力，由教师将铁质球从进料管301下放，经过下落弯管303进行减速下落到接料座304的内部吸附在电磁圈305的内部，能够快速对铁质球进行固定，适用性较强，提高了教学试验速度，使学生都能够进行动手操作，再由气缸107通电启动带动支撑杆105和电磁圈305进行移动，通过教师观察指针106在刻度条101上位置确定铁质球的高度，进行教学试验，调节高度更加快速精准，减小误差的产生，电磁圈305断电磁力消失，铁质球从电磁圈305内下落与压力传感器12接触进行检测，由压力显示10上显示数字使学生进行观看，铁质球从托板11处下滑从落料口5飞出掉落至收纳仓202的内部，教学试验完成后，翻动合页204用螺钉211将收纳仓202和封盖205固定，避免该装置在闲置期间铁质球出现丢失需要购买，可长时间进行使用，避免不必要教学试验用具的开支。

在本发明的描述中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“固设”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，“安装”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是机械连接，也可以是电连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。