一种中学生物理实验仪器的制作方法

1.本实用新型涉及学生物理实验用具技术领域，具体为一种中学生物理实验仪器。


背景技术：

2.为提高中学生物理学习的积极性，目前教师会将书本知识结合试验仪器进行综合教学，从而令学生能够更为直观的了解书本知识，其中物理知识中涉及惯性的了解，会使用到动态惯性演示器，其具体的实现方式为将装有水的容器放置在小车上端，在小车内部分别悬挂有一个体积较大但密度较小的乒乓球，一个体积较小但密度较大的铁球，朝靠近铁球的一端拉动小车，由于铁球的密度比水大，由于惯性的作用，小球相对小车朝另一侧运动，而大球的比水小，由于惯性的作用大球相对现车朝同一方向移动，从而出现两球相吸的情况，若靠近大球的一端拉动小车，大球相对小车朝同一方向移动，从而出现两球相斥现象。
3.但是，现有的动态惯性演示器在使用过程中存在一些问题，一方面盛水容器内部的小球位置调节较为不便，不能够根据水的高度进行灵活调节，以达到最佳试验状态，另一方面需要教师手动调节，因此不能够在试验的过程中进行细致的讲解，不能够令学生快速掌握，因此不满足现有的需求，对此我们提出了一种中学生物理实验仪器。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种中学生物理实验仪器，以解决上述背景技术中提出的动态惯性演示器盛水容器内部小球不易调节以及实验过程中讲解效果较差的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种中学生物理实验仪器，包括固定底座，所述固定底座上端的中间位置处设置有滑槽，所述固定底座上方的一侧安装有移动底座，所述移动底座的上端面安装有试验瓶，且试验瓶的底部与移动底座通过螺纹连接，所述试验瓶的上端面安装有上盖，且上盖与试验瓶通过螺纹配合，所述试验瓶的内部分别设置有第一球体和第二球体，所述试验瓶底部的一侧设置有第二棉线，所述上盖底部的一侧设置有第一棉线，所述上盖上端的中间位置处转动安装有调节轮，所述移动底座的后端一体设置有支撑板，所述支撑板内侧的中间位置处固定安装有小型摄像头。
7.优选的，所述固定底座的内部转动安装有螺纹传动杆，所述螺纹传动杆的外部安装有滑动块，且滑动块与螺纹传动杆螺纹配合，所述滑动块的上端与移动底座的底部固定连接，且滑动块与移动底座的连接部与滑槽滑动连接，所述固定底座内部的一侧安装有驱动电机，且驱动电机的输出轴与螺纹传动杆的一端通过联轴器传动连接，所述固定底座上端的一侧安装有两个调节开关，且调节开关与驱动电机电性连接。
8.优选的，所述上盖的内部固定设置有固定盘，所述固定盘的上端转动安装有棉线放卷盘，所述第一棉线缠卷于棉线放卷盘的外部，所述棉线放卷盘的一侧设置有收束筒，且棉线放卷盘的一端穿过收束筒延伸至上盖的下方。
9.优选的，所述固定盘的外壁设置有若干呈环形等距分布的弹簧片，所述棉线放卷盘的内壁设置有若干呈环形等距分布的限位槽，且弹簧片与限位槽啮合连接。
10.优选的，所述第一棉线和第二棉线的一端均设置有橡皮筋，所述第一球体和第二球体分别位于橡皮筋围设的空间内。
11.优选的，所述第一棉线和第二棉线上的橡皮筋分别设置有两个，且位于同一棉线上的两个橡皮筋之间呈十字型分布。
12.优选的，所述固定底座的外部设置有显示器，所述显示器一侧的下方安装有接收器，且接收器的输入端与小型摄像头的输出端无线连接。
13.优选的，所述第一球体的体积大于第二球体。
14.优选的，第一球体的密度小于第二球体。
15.优选的，所述移动底座底部的四角处均转动安装有导向轮，且导向轮与固定底座通过滑轨滑动连接。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
17.1、本实用新型在大小球体的安装方式上，通过在棉线的一端均设置有两个橡皮筋，其中一个橡皮筋呈垂直分布，与棉线相固定，另一个橡皮筋呈横向分布，在最大直径处与垂直橡皮筋相连接，安装时教师可灵活地选用不同体积，不同大小的球进行安装，以提高试验的多样性，在第一棉线下方所安装的为体积小密度大的铁球，为确保其最大直径处与大球处于同一条直线上，教师可通过旋转调节轮进行棉线的收放，顺指针转动时，第一棉线从棉线放卷盘放出，通过收束筒朝下方移动，形成长度的提高，旋转调节轮每旋转至一个角度，限位槽和弹簧片便发生一次啮合，达到指定位置后，在限位槽和弹簧片卡合下第一棉线不易发生运动，从而形成小球在该位置处的限定，通过这种方式，解决了盛水容器内部的小球位置调节较为不便，不能够根据水的高度进行灵活调节，以达到最佳试验状态的问题。
18.2、本实用新型通过在固定底座的内部安装有螺纹传动杆，常规状态下试验瓶位于固定底座的一侧，试验时开启驱动电机，其输出轴带动螺纹传动杆进行旋转，在外部滑动块与螺纹传动杆的摩擦配合下将旋转运动转化为直线运动，从而带动上方装有试验瓶的移动底座朝固定底座的另一侧移动，从而实现惯性演示实验，过程中教师只需按动调节开关即可实现驱动电机的正反转运动，不仅在速度上得到稳定持续的保持，而且令教师空出双手，在试验瓶的移动过程中进行讲解，提高了学生对于惯性知识的了解能力。
19.3、本实用新型通过在移动底座的后端设置有支撑板，支撑板前端的中间位置处安装有小型摄像头，小型摄像头的摄像范围为两个球体在试验瓶内部活动的全部范围，驱动电机通过螺纹传动杆带动移动底座进行移动时，小型摄像头能够对两个球体的运动状态进行图像信息的采集，并将图像信息通过小型摄像头内部的驱动程序发送至显示器上的接收器，这样两个球体的运动轨迹就能过在显示器上得到展现，特别适用于教师这种较大的环境中，无论学生座位的远近，都能够观察到惯性的演示实验，进一步提高教学效果。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可
以根据这些附图获得其他相关的附图。
21.图1为本实用新型的整体立体图；
22.图2为本实用新型的实验仪器内部结构示意图；
23.图3为本实用新型的试验瓶内部结构示意图；
24.图4为本实用新型的图3中a区域局部放大图；
25.图5为本实用新型的棉线放卷盘与收束筒连接结构示意图。
26.图中：1、固定底座；2、试验瓶；3、上盖；4、调节轮；5、移动底座；6、支撑板；7、小型摄像头；8、滑槽；9、滑轨；10、调节开关；11、显示器；12、接收器；13、螺纹传动杆；14、滑动块；15、驱动电机；16、第一球体；17、第二球体；18、橡皮筋；19、导向轮；20、固定盘；21、棉线放卷盘；22、收束筒；23、第一棉线；24、弹簧片；25、限位槽；26、第二棉线。
具体实施方式
27.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
28.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
29.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
30.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“竖直”、“水平”、“内”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.此外，若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或竖直，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
32.在本实用新型实施例的描述中，“若干”、“多个”代表至少2个。
33.在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.请参阅图1-5，本实用新型提供的一种实施例：
35.一种中学生物理实验仪器，包括固定底座1，固定底座1上端的中间位置处设置有
滑槽8，固定底座1上方的一侧安装有移动底座5，移动底座5的上端面安装有试验瓶2，且试验瓶2的底部与移动底座5通过螺纹连接，试验瓶2的上端面安装有上盖3，且上盖3与试验瓶2通过螺纹配合，试验瓶2的内部分别设置有第一球体16和第二球体17，试验瓶2底部的一侧设置有第二棉线26，上盖3底部的一侧设置有第一棉线23，上盖3上端的中间位置处转动安装有调节轮4，移动底座5的后端一体设置有支撑板6，支撑板6内侧的中间位置处固定安装有小型摄像头7。
36.进一步，固定底座1的内部转动安装有螺纹传动杆13，螺纹传动杆13的外部安装有滑动块14，且滑动块14与螺纹传动杆13螺纹配合，滑动块14的上端与移动底座5的底部固定连接，且滑动块14与移动底座5的连接部与滑槽8滑动连接，固定底座1内部的一侧安装有驱动电机15，且驱动电机15的输出轴与螺纹传动杆13的一端通过联轴器传动连接，固定底座1上端的一侧安装有两个调节开关10，且调节开关10与驱动电机15电性连接，过程中教师只需按动调节开关10即可实现驱动电机15的正反转运动，不仅在速度上得到稳定持续的保持，而且令教师空出双手，在试验瓶2的移动过程中进行讲解，提高了学生对于惯性知识的了解能力。
37.此外，也可以在固定底座1的内部设置有齿条，齿条的一端固定有连接块，连接块的上端与移动底座5的底部固定连接，且连接块与移动底座5的连接部与滑槽8滑动连接，在固定底座1内部的一侧安装有驱动电机15，在驱动电机 15的输出轴上固定连接有齿轮，齿轮与齿条啮合连接，通过驱动电机15驱使齿轮的正反转而带动齿条作往复运动，从而通过移动底座15带动试验瓶2的移动。
38.另外，还可以通过气缸或液压缸等来实现移动底座15的往复运动。
39.进一步，上盖3的内部固定设置有固定盘20，固定盘20的上端转动安装有棉线放卷盘21，固定盘20的外壁设置有若干呈环形等距分布的弹簧片24，棉线放卷盘21的内壁设置有若干呈环形等距分布的限位槽25，且弹簧片24与限位槽25啮合连接，第一棉线23缠卷于棉线放卷盘21的外部，棉线放卷盘21 的一侧设置有收束筒22，且棉线放卷盘21的一端穿过收束筒22延伸至上盖3 的下方，解决了盛水容器内部的小球位置调节较为不便，不能够根据水的高度进行灵活调节，以达到最佳试验状态的问题。
40.进一步，第一棉线23和第二棉线26的一端均设置有橡皮筋18，橡皮筋18 设置有两个，且橡皮筋18之间呈十字型分布，第一球体16和第二球体17分别位于橡皮筋18的内部，其中一个橡皮筋18呈垂直分布，与棉线相固定，另一个橡皮筋18呈横向分布，在最大直径处与垂直橡皮筋相连接，安装时教师可灵活地选用不同体积，不同大小的球进行安装，以提高试验的多样性。
41.此外，橡皮筋18也可以设置成其它数量，例如三个、四个等等，只要能够将第一球体16和第二球体17围设在其内部及固定即可，从而能进一步提高稳定球体的可靠性。
42.进一步，固定底座1的外部设置有显示器11，显示器11一侧的下方安装有接收器12，且接收器12的输入端与小型摄像头7的输出端无线连接，两个球体的运动轨迹就能过在显示器11上得到展现，特别适用于教师这种较大的环境中，无论学生座位的远近，都能够观察到惯性的演示实验，进一步提高教学效果。
43.进一步，第一球体16的体积大于第二球体17。
44.进一步，第一球体16的密度小于第二球体17。
45.进一步，移动底座5底部的四角处均转动安装有导向轮19，且导向轮19与固定底座1通过滑轨9滑动连接，提高移动底座5移动过程中的稳定性。
46.本实用新型的工作原理如下：
47.安装球体时教师可灵活地选用不同体积，不同大小的球进行安装，在第一棉线23下方所安装的为体积小密度大的第二球体17，为确保其最大直径处与第一球体16处于同一条直线上，教师可通过旋转调节轮4进行棉线的收放，顺指针转动时，第一棉线23从棉线放卷盘21放出，通过收束筒22朝下方移动，形成长度的提高，棉线放卷盘21每旋转至一个角度，限位槽25和弹簧片24便发生一次啮合，达到指定位置后，在限位槽25和弹簧片24卡合下第一棉线23不易发生运动，从而形成小球在该位置处的限定，试验时开启驱动电机15，其输出轴带动螺纹传动杆13进行旋转，在外部滑动块14与螺纹传动杆13的摩擦配合下将旋转运动转化为直线运动，从而带动上方装有试验瓶2的移动底座5朝固定底座1的另一侧移动，从而实现惯性演示实验，过程中教师只需按动调节开关10即可实现驱动电机的正反转运动，小型摄像头7能够对两个球体的运动状态进行图像信息的采集，并将图像信息通过小型摄像头7内部的驱动程序发送至显示器11上的接收器12，这样两个球体的运动轨迹就能过在显示器11上得到展现，特别适用于教师这种较大的环境中，无论学生座位的远近，都能够观察到惯性的演示实验。
48.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。