专利名称：立体式牛顿第二定律实验演示仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种物理实验演示仪的改进，尤其是一种立体式牛顿第二定律实 验演示仪。
背景技术：
在高中物理和大学物理教材中研究牛顿第二定律的实验装置，是在一块水平光滑 木板上，水平并排放置两辆完全相同的小车，木板的一端安装有两个定滑轮，另一端固定有 两个电磁打点计时器，小车的一端用细线绕过定滑轮拴有钩码牵引，小车的另一端用细绳 拴有纸带，纸带穿过电磁打点计时器。该演示实验装置存在的不足一是两车在同一水平 面上运动，不便于学生观察对比；二是实验装置要求用夹子夹住或松开拴有纸带的绳子，人 工控制两辆小车的运动，打开夹子，两车同时运动，关闭夹子，试图使两车同时静止，操作困 难；三是小车与纸带运动不在一条直线上，造成打点计时器的纸带略微向外倾斜，所打的点 偏离原来位置，致使两车发生位移的测试偏差较大；四是夹子平放在木板上，使夹口处比水 平绳子高度低，致使细绳向下凹，夹子张开时，绳子会发生振动，影响其水平移动，造成实验 误差；五是未考虑实验装置的摩擦因素，实验误差大。
发明内容本实用新型的目的是克服上述存在的不足，提供一种方便学生对比观察、操作简 单、误差小的立体式牛顿第二定律实验演示仪。本实用新型通过如下技术措施实现本实用新型包括框体、小车、打点计时器组成。其特征在于所述的框体由上平板、下平板、盖板和左挡板、右挡板构成，为上下两
层结构。所述的上平板、下平板采用木板或塑料板制作，其上表面光滑平整，前、后侧面印 刷有刻度线。所述的左、右挡板上均开设有内表面光滑的小圆孔，右挡板的右侧面较粗糙。所述的打点计时器分别固定在上平板、下平板的右侧靠近右挡板处，其上安装有 纸带，纸带由细绳拴在小车的右侧面上。所述的小车壳体采用金属材料制作，上下排列，分别放置在上平板、下平板上，两 小车的运动情况便于观察对比。所述的小车的左侧面由细绳分别穿过左挡板上的小圆孔及固定在框体左侧的定 滑轮栓有钩码，定滑轮滑道的上象限点与左挡板上对应的圆孔的中心及其对应小车左侧的 系绳点对应等高。所述的小车的右侧设有尼龙丝线，尼龙丝线穿过右挡板上的圆孔，两端分别拴在 小车的右侧面上，系点分别与右挡板上的对应圆孔中心对应等高，小车向左运动，尼龙线被 拉直的瞬间，两小车同时静止，保证了两小车运动的等时性。[0013]所述的小车的右侧还设有电磁控制装置。所述的电磁控制装置包括电磁铁、悬臂、开关、滑动变阻器、电源。所述的电磁铁通过悬臂分别并排安装在盖板和上平板的底面，悬臂的位置可左右 调整；电磁铁并联后与开关、滑动变阻器、电源顺次连接，实验时把两小车都拉到电磁铁处， 合上开关，电磁铁产生强磁，小车被吸住而静止，断开开关，电磁铁磁性消失，小车在钩码 的牵引下同时向左运动，打点计时器开始工作。所述的开关、滑动变阻器、电源设在盖板的上方。本实用新型的有益效果在于该立体式牛顿第二定律实验演示仪，小车上下并排 放置，运动情况便于观察对比；小车的运动采用电磁铁控制，制动由尼龙线控制，保证了小 车运动的同时性和等时性，操作简单，容易实现；定滑轮滑道的上象限点与左挡板上圆孔的 中心及其小车左侧的两系绳点等高，小车右侧尼龙线的系点与右挡板上的圆孔中心等高， 避免了摩擦所造成的实验误差；小车、纸带在同一条直线上运动，避免了纸带位移的偏差。
图1为本实用新型的结构示意图。图2为本实用新型电磁控制装置的电路原理图。
具体实施方式
参照附图1、2制作本实用新型。本实用新型包括框体、小车2、2’、打点计时器4、4’组成。其特征在于所述的框体 由上平板1、下平板1’、盖板7和左挡板5、右挡板5’构成，为上下两层结构。上平板1、下 平板1’采用木板或塑料板制作，其上表面光滑平整，前、后侧面印刷有刻度线。左挡板5上 开设有内表面光滑的小圆孔I6a、6b，右挡板5’上开设有内表面光滑的小圆孔II6c、6d，右 挡板5’的右侧面较粗糙。打点计时器4、4’分别固定在上平板1、下平板1’的右侧靠近右 挡板5’处，其上安装有纸带，纸带由细绳拴在小车的右侧。小车2、2’壳体采用金属材料制 作，上下排列，分别并排放置在上平板1、下平板1’上，两小车的运动情况便于观察对比。小 车2、2’的左侧面由细绳13、13’分别穿过左挡板5上的小圆孔I6a、6b及固定在框体左侧 的定滑轮14、14’栓有钩码，定滑轮14、14’滑道的上象限点分别与圆孔I6a、6b的中心及其 小车2、2’左侧的两系绳点对应等高。小车2、2’的右侧设有尼龙丝线12，尼龙丝线12穿过 右挡板5’上的圆孔II6c、6d，两端分别拴在小车2、2’的右侧面上，系点分别与右挡板5’上 的圆孔II6c、6d中心对应等高，小车2、2’向左运动，尼龙线12被拉直的瞬间，两小车同时 静止，保证了两小车2、2’运动的等时性。小车2、2’的右侧设有电磁控制装置，包括电磁铁 3、3’、悬臂11、11’、开关8、滑动变阻器9、电源10。电磁铁3、3’通过悬臂11、11’分别并排 安装在盖板7和上平板1的底面，悬臂11、11’的位置可左右调整；电磁铁3、3’并联后与开 关8、滑动变阻器9、电源10顺次连接，实验时把两小车2、2’都拉到电磁铁3、3’处，合上开 关8，电磁铁3、3’产生强磁，小车2、2’被吸住而静止，断开开关8，电磁铁3、3’磁性消失， 小车2、2’在钩码的牵引下同时向左运动，打点计时器4、4’开始工作。开关8、滑动变阻器 9、电源10设在盖板7的上方。
权利要求1.一种立体式牛顿第二定律实验演示仪，由框体、小车(2、2’)、打点计时器0、4’)组 成，其特征在于所述的框体由上平板(1)、下平板(1’)、盖板(7)和左挡板(5)、右挡板(5，) 构成，为上下两层结构。
2.根据权利要求1所述的立体式牛顿第二定律实验演示仪，其特征在于所述的上平板 (1)、下平板(1’ )采用木板或塑料板制作，其上表面光滑平整，前、后侧面印刷有刻度线。
3.根据权利要求1所述的立体式牛顿第二定律实验演示仪，其特征在于所述的左挡板 (5)上开设有内表面光滑的小圆孔I(6a、6b)，右挡板(5’ )上开设有内表面光滑的小圆孔 II(6c、6d)，右挡板(5’ )的右侧面较粗糙。
4.根据权利要求1所述的立体式牛顿第二定律实验演示仪，其特征在于所述的小车 0、2’)采用金属材料制作，上下排列，分别放置在上平板(1)、下平板(1’)上，两小车的运 动情况便于观察对比。
5.根据权利要求1所述的立体式牛顿第二定律实验演示仪，其特征在于所述的小车 (2,2')的左侧由细绳(13、13’ )分别穿过左挡板(5)上的小圆孔I(6a、6b)及固定在框体 左侧的定滑轮(14、14’)栓有钩码，定滑轮(14、14’)滑道的上象限点分别与圆孔I(6a、6b) 的中心及其小车(2、2’ )左侧的两系绳点等高。
6.根据权利要求1所述的立体式牛顿第二定律实验演示仪，其特征在于所述的小车 (2、2’ )的右侧设有尼龙丝线(12)，尼龙丝线(12)穿过右挡板(5’ )上的圆孔II(6c、6d)， 两端分别拴在小车0、2’)的右侧面上，系点分别与右挡板(5，)上的圆孔II(6c、6d)中心 等高，小车0、2’)向左运动，尼龙线(12)被拉直的瞬间，小车同时静止，保证了两小车(2、 2’ )运动的等时性。
7.根据权利要求1所述的立体式牛顿第二定律实验演示仪，其特征在于所述的小车 (2,2')的右侧还设有电磁控制装置，电磁控制装置包括电磁铁(3、3’)、悬臂(11、11’)、开 关(8)、滑动变阻器(9)、电源(10)，所述的电磁铁(3、3’ )通过悬臂(11、11’ )分别并排安 装在盖板(7)和上平板⑴的底面。
专利摘要本实用新型公开了一种立体式牛顿第二定律实验演示仪，由框体、小车、打点计时器组成，框体为上下两层结构，小车上下并排放置在框体结构中，运动情况便于观察对比；小车的运动采用电磁铁控制，制动由尼龙线控制，保证了小车运动的同时性和等时性，操作简单，容易实现；定滑轮滑道的上象限点与左挡板上圆孔的中心及其小车左侧的两系绳点等高，小车右侧尼龙线的系点与右挡板上的圆孔中心等高，避免了摩擦所造成的实验误差；小车、纸带在同一条直线上运动，避免了纸带位移的偏差。该实用新型是一种对比观察方便、操作简单、误差小的实验装置。
文档编号G09B23/10GK201853395SQ20102013861
公开日2011年6月1日 申请日期2010年3月23日 优先权日2010年3月23日
发明者王光军 申请人:王光军