一种学生用高中物理自由落体试验装置的制作方法

本实用新型涉及实验教学辅助装置的技术领域，具体为一种学生用高中物理自由落体试验装置。

背景技术：

众所周知，学生用高中物理自由落体试验装置是一种用于方便学生对重力进行认识的辅助教学工具，其在高中物理教学的领域得到了广泛的使用；早在16世纪，伽利略就进行过两个铁球同时落地的实验，为了方便学生认识自由落体运动，物理课堂上老师会进行一些实验，但是这些实验都存在空气阻力的影响，实验对象也会选用两个质量相差不是太大的球，实验缺乏说服力，教学效果较差。

技术实现要素：

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种学生用高中物理自由落体试验装置，其可以创造出真空的环境，可以选用两个质量相差十分悬殊的物体进行实验，实验结果更具说服力，提高教学效果。

（二）技术方案

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种学生用高中物理自由落体试验装置，包括箱体、真空竖管、功能箱和真空泵，所述箱体的内部设置有放置腔，所述真空竖管的底端自箱体的顶端伸入至放置腔内，并在真空竖管的底部设置有密封板，所述真空泵安装于放置腔内，真空泵的输入端设置有抽真空管，所述抽真空管的输入端自密封盖的底端穿过密封盖伸入至真空竖管内，所述功能箱的内部设置有工作腔，并在工作腔内设置有转轴和减速电机，所述减速电机安装于工作腔的顶端，并在减速电机的底部输出端设置有第一锥形轮，所述工作腔的左侧壁和右侧壁上分别设置有左安装槽和右安装槽，所述左安装槽和右安装槽左右相对设置，并在左安装槽和右安装槽内分别固定安装有左滚珠轴承和右滚珠轴承，所述转轴的左端和右端分别插入至左滚珠轴承和右滚珠轴承内部，并在转轴的设置有第二锥形轮，所述第二锥形轮与第一锥形轮啮合，转轴上设置有两组卷筒，所述两组卷筒分别位于第二锥形轮的两侧，并在两组卷筒上均缠绕有牵引绳，两组所述牵引绳的端部均设置有电磁铁，真空竖管的左端底部和右端底部分别连通设置有左取放管和右取放管，并在左取放管和右取放管的端部均设置有密封盖，真空竖管内的底部设置有两组用于对实验物体进行固定的永磁铁。

优选的，所述真空竖管的内部设置有竖板，所述竖板的前端和后端分别与真空竖管内壁的前端和后端连接，竖板的顶端与第二锥形轮之间留有空间，竖板的底端与密封板的顶端之间留有空间。

优选的，所述两组密封盖分别与两组左取放管和右取放管通过螺纹连接。

优选的，所述真空竖管和竖板均采用透明塑料材质。

优选的，所述竖板的左端底部和右端底部均设置有光电传感器，两组所述光电传感器位于同一水平面上，箱体的前端设置有两组提示灯，所述两组提升等分别与两组光电传感器通过放大电路电连接。

优选的，所述两组电磁铁位于同一水平面上，所述两组卷筒的型号相同。

优选的，所述功能箱上设置有用于控制两组电磁铁通断电的控制开关。

（三）有益效果

与现有技术相比，本实用新型提供了一种学生用高中物理自由落体试验装置，具备以下有益效果：该学生用高中物理自由落体试验装置，提前将两组实验物体分别安装于两组永磁铁上，通过左取放管和右取放管对实验物体进行安装，实验物体可以选用质量相差很大、体积相差很大的物体，然后通过密封盖将左取放管和右取放管密封，通过真空泵对真空竖管抽真空，通过减速电机带动第一锥形轮转动，通过第一锥形轮与第二锥形轮配合带动转轴转动，转轴带动两组卷筒同步旋转，从而将两组电磁铁下放至真空竖管的底部，通过两组电磁铁分别与两组永磁铁相吸，然后通过减速电机将两组实验物体提升到相同的高度，通过为两组电磁铁同时断电去磁，两组实验物体做自由落体运动，运行轨迹保持高度一致，通过创造出真空的环境，可以选用两个质量相差十分悬殊的物体进行实验，实验结果更具说服力，提高教学效果。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型图1的a处局部放大结构示意图；

图3为本实用新型图1的b处局部放大结构示意图；

图4为本实用新型真空竖管的俯视结构示意图。

图中：1、箱体；2、真空竖管；3、功能箱；4、真空泵；5、密封板；6、抽真空管；7、转轴；8、减速电机；9、第一锥形轮；10、左滚珠轴承；11、右滚珠轴承；12、第二锥形轮；13、卷筒；14、牵引绳；15、电磁铁；16、左取放管；17、右取放管；18、密封盖；19、永磁铁；20、竖板；21、光电传感器；22、提示灯；23、控制开关。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型的一种学生用高中物理自由落体试验装置，包括箱体1、真空竖管2、功能箱3和真空泵4，箱体1的内部设置有放置腔，真空竖管2的底端自箱体1的顶端伸入至放置腔内，并在真空竖管2的底部设置有密封板5，真空泵4安装于放置腔内，真空泵4的输入端设置有抽真空管6，抽真空管6的输入端自密封盖18的底端穿过密封盖18伸入至真空竖管2内，功能箱3的内部设置有工作腔，并在工作腔内设置有转轴7和减速电机8，减速电机8安装于工作腔的顶端，并在减速电机8的底部输出端设置有第一锥形轮9，工作腔的左侧壁和右侧壁上分别设置有左安装槽和右安装槽，左安装槽和右安装槽左右相对设置，并在左安装槽和右安装槽内分别固定安装有左滚珠轴承10和右滚珠轴承11，转轴7的左端和右端分别插入至左滚珠轴承10和右滚珠轴承11内部，并在转轴7的设置有第二锥形轮12，第二锥形轮12与第一锥形轮9啮合，转轴7上设置有两组卷筒13，两组卷筒13分别位于第二锥形轮12的两侧，并在两组卷筒13上均缠绕有牵引绳14，两组牵引绳14的端部均设置有电磁铁15，真空竖管2的左端底部和右端底部分别连通设置有左取放管16和右取放管17，并在左取放管16和右取放管17的端部均设置有密封盖18，两组密封盖18分别与两组左取放管16和右取放管17通过螺纹连接，真空竖管2内的底部设置有两组用于对实验物体进行固定的永磁铁19，真空竖管2的内部设置有竖板20，竖板20的前端和后端分别与真空竖管2内壁的前端和后端连接，竖板20的顶端与第二锥形轮12之间留有空间，竖板20的底端与密封板5的顶端之间留有空间，真空竖管2和竖板20均采用透明塑料材质，通过竖板20将真空竖管2隔成两部分，防止两组实验物体在实验过程中相互影响，透明材质方便对实验物体的具体情况进行观察；提前将两组实验物体分别安装于两组永磁铁19上，通过左取放管16和右取放管17对实验物体进行安装，实验物体可以选用质量相差很大、体积相差很大的物体，然后通过密封盖18将左取放管16和右取放管17密封，通过真空泵4对真空竖管2抽真空，通过减速电机8带动第一锥形轮9转动，通过第一锥形轮9与第二锥形轮12配合带动转轴7转动，转轴7带动两组卷筒13同步旋转，从而将两组电磁铁15下放至真空竖管2的底部，通过两组电磁铁15分别与两组永磁铁19相吸，然后通过减速电机8将两组实验物体提升到相同的高度，通过为两组电磁铁15同时断电去磁，两组实验物体做自由落体运动，运行轨迹保持高度一致，通过创造出真空的环境，可以选用两个质量相差十分悬殊的物体进行实验，实验结果更具说服力，提高教学效果。

本实用新型的一种学生用高中物理自由落体试验装置，竖板20的左端底部和右端底部均设置有光电传感器21，两组光电传感器21位于同一水平面上，箱体1的前端设置有两组提示灯22，两组提升等分别与两组光电传感器21通过放大电路电连接，两组电磁铁15位于同一水平面上，两组卷筒13的型号相同，功能箱3上设置有用于控制两组电磁铁15通断电的控制开关23；通过控制开关23为两组电磁铁15断电，使两组电磁铁15同时失去磁性，保证两组实验物体同步开始下落，通过光电传感器21可以对两组实验物体进行检测，光电传感器21检测到物体后通过提示灯22亮进行提示，因为学生无法对两组物体的下落距离进行精准观察，通过提示灯22和光电传感器21的配合可以将两组实验物体的下落着地转化为提示灯22亮，提高实用性。

本实用新型的一种学生用高中物理自由落体试验装置，在使用时，通过竖板20将真空竖管2隔成两部分，防止两组实验物体在实验过程中相互影响，透明材质方便对实验物体的具体情况进行观察；提前将两组实验物体分别安装于两组永磁铁19上，通过左取放管16和右取放管17对实验物体进行安装，实验物体可以选用质量相差很大、体积相差很大的物体，然后通过密封盖18将左取放管16和右取放管17密封，通过真空泵4对真空竖管2抽真空，通过减速电机8带动第一锥形轮9转动，通过第一锥形轮9与第二锥形轮12配合带动转轴7转动，转轴7带动两组卷筒13同步旋转，从而将两组电磁铁15下放至真空竖管2的底部，通过两组电磁铁15分别与两组永磁铁19相吸，然后通过减速电机8将两组实验物体提升到相同的高度，通过为两组电磁铁15同时断电去磁，两组实验物体做自由落体运动，运行轨迹保持高度一致，通过创造出真空的环境，可以选用两个质量相差十分悬殊的物体进行实验，实验结果更具说服力，提高教学效果，通过控制开关23为两组电磁铁15断电，使两组电磁铁15同时失去磁性，保证两组实验物体同步开始下落，通过光电传感器21可以对两组实验物体进行检测，光电传感器21检测到物体后通过提示灯22亮进行提示，因为学生无法对两组物体的下落距离进行精准观察，通过提示灯22和光电传感器21的配合可以将两组实验物体的下落着地转化为提示灯22亮，提高实用性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。

该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220v市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。