专利名称：动能势能演示器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种能量演示器，具体地说，涉及一种物理演示实验用的动能、重力势能和弹性势能演示器。
能量是一个十分重要而又非常抽象的概念。目前，物理教师在讲授动能、重力势能和弹性势能等概念时只能进行口头讲解或者利用简单的教具分别演示这些能量，未见能演示动能、重力势能和弹性势能的装置。
本实用新型的目的是提供一种能量演示器，它能够演示物体的动能、重力势能和弹性势能与物体的状态(质量、速度、高度、形变量等量)之间的关系。
本实用新型所涉及的能量演示器采用组合可拆式结构，具有多个质量不同的质体、两个滑块和一个螺旋弹簧。不同质量的质体能从不同的高度下落而撞击滑块。
图1为本实用新型动能和势能演示器的一种组合形式，用于演示物体的动能。
图2为本实用新型动能和势能演示器的一种组合形式，用于演示物体的重力势能和弹性势能。
在
图1中，1为刻度板底板，2为刻度板，3为悬绳，4为横梁，5为槽板，6为滑块，7为支杆，8为质体，9为定位夹，10为透明的筒。刻度板2垂直固定在刻度板底板1上，支杆7垂直固定在刻度板底板1中，其上端连有横梁4，横梁4的方向为Y方向，横梁4的中点与刻度板2的上部之间沿X轴方向连在横梁14上(横梁14也可不要)，横梁4上垂下两根悬绳3，绳的下端连有质体8，两悬绳的长度及在横梁4上的接点位置应使质体8的摆动方向在X－Z平面内。槽板5与刻度板底板1相配合，使之能与刻度板底板1可拆式地结合，槽板上可放有滑块6。当把质体8置于刻度板2的边缘上某一高度下的定位夹9所指示的位置时，松开质体，使其在重力和悬绳的作用下摆动，摆动到下端时撞击滑块6，使滑块6向前运动。质体8的质量越大，摆动前所处的高度越大，使滑块向前，滑动的距离越大，表示滑块克服摩擦阻力所做的功越大。由于上述功是由质体与滑块碰撞前的动能转化来的，相应地，滑块的动能也就越大。而质体在与滑块碰撞前的瞬间状态只取决于质体的质量和速度。因此，用演示器的这种组合形式能够演示物体的动能与它的质量和速度的关系。
在图2中，与
图1不同的是，槽板5不是沿径向(槽向)水平地与刻度板底板1相配合，而是在X－Z平面内以本领域技术人员熟知的方式(如凹凸相配合的方式)与刻度板底板1相联接。槽板5的背面靠着刻度板2，槽板5的槽中配有一个筒10，此时该筒10可以本领域技术人员熟知的方式可拆式地连接在槽板5上。筒10可由有机玻璃等有利于演示的材料制成。槽板上可装有一个定位杆11，用来进行势能演示时指示质体8的高度。
演示重力势能时，首先将滑块放在筒10中一端的固定位置，使滑块6与槽板之间的摩擦力适中，并使滑块6上端与槽体上某刻度相齐，使质体从定位杆11上的一个定位圈12处自由释放，质体8与滑块6相碰，滑块6克服摩擦阻力向下滑动一段距离而作功，记下滑块6的最终位置。用同一质体，改变定位杆11的位置，发现质体释放时所处的位置越高，滑块滑的距离越大；用不同质量的质体，分别从同一高度自由释放，发现质体8的质量越大，滑块滑的距离越大。因此，从以上实验可看出，物体的重力势能与它的质量和高度有关系。
演示弹性势能时，将弹簧13放在筒10中，然后将滑块6放在弹簧13的上面，用金属定位杆11压迫滑块6，使弹簧13压缩，迅速撤去压力后，会看到滑块向上滑动而作功，从而说明发生弹性形变的物体具有弹性势能，形变量越大，弹性势能也越大。
本实用新型的动能势能演示器能够一器多用，用各部件不同的组合方式来演示物体的动能、重力势能和弹性势能等概念。
权利要求1.一种动能和势能演示器，包括刻度板底板(1)，刻度板(2)，横梁(4)，悬绳(3)，槽板(5)，滑块(6)，支杆(7)，质体(8)，其特征在于滑块(6)可在槽板(5)中的槽体中滑动，刻度板底板(1)在靠近刻度板(2)处和靠近支杆(7)的一端具有与槽板(5)相配合的凹凸结构，用于使槽板(5)与刻度板底板(1)可拆式地结合，槽板(5)上可连接上一个侧面开有槽的透明的筒(10)，滑块(6)可在筒(10)中运动。
2.如权利要求1所述的动能和势能演示器，其特征在于刻度板(2)上还可带有一个定位夹(9)，槽板上可固定一个定位杆(11)。
3.如权利要求1所述的动能和势能演示器，其特征在于支杆(7)和刻度板(2)之间还可有一个用于使二者连接和固定的横梁(14)。
专利摘要一种动能和势能演示器，包括刻度板、刻度板底板、槽板、质体等部件，槽板可沿水平方向或垂直方向与刻度板底板相配合，以分别演示物体的动能和势能与物体的状态(质量、速度、高度、形变量等量)之间的关系。
文档编号G09B23/08GK2147611SQ9320948
公开日1993年11月24日 申请日期1993年4月19日 优先权日1993年4月19日
发明者党建伟, 冯立 申请人:国家教育委员会教学仪器研究所