磁吸式便携弹簧下楼梯演示装置的制作方法

本发明涉及一种趣味物理演示装置，特别是一种磁吸式便携弹簧下楼梯演示装置。

背景技术：

弹簧下楼梯是一个原理易懂、操作简单、效果明显、对学生具有吸引力的物理演示实验，在演示重力势能、弹性势能、动能之间的相互转换方面，是一个理想的课堂演示实验。目前市场上的产品都采用固定的楼梯状支架进行演示，仪器笨重，体积庞大，不便于携带，仅限于在实验室等场所固定演示，不能够搬运到物理理论课堂上去演示，当理论课讲到相关内容时，不能及时、同步地把实验现象演示给学生，仪器的利用率不高。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种磁吸式便携弹簧下楼梯演示装置，该演示装置可吸附在黑板或白板等可吸附磁铁的竖直平面上，能根据不同弹簧的情况，调整各支架的相对位置以满足实验要求，可以供多人同时观看，现象直观清晰；直角支架轻巧，可重叠并收纳进体积较小的盒子里，携带方便。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种磁吸式便携弹簧下楼梯演示装置，该演示装置吸附在磁铁可吸的竖直平面上，其中：该演示装置为弹簧及多个直角支架的组合装置，所述多个直角支架等间隔的吸附在磁铁可吸的竖直平面上呈阶梯状，每个直角支架包括顶面和侧面，顶面与侧面互成直角，在侧面上通过沉头螺丝固定磁铁。

本发明的效果是：

(1)在弹簧从顶层楼梯逐级下落时，能直观、生动演示重力势能、弹性势能、动能之间的相互转换。弹簧在从上一级楼梯落到下一级时，先是弯曲下来的顶端由于受重力拉动后面的部分一环接一环地拉伸逐渐下落到下一个楼梯再缩回原状，弹簧每一环的重力势能转换为拉伸的弹性势能拉动下一个圆环跟着弯曲再下落，当即将完全落下时，弹簧末端由于拉伸的惯性产生横向的速度，即弹性势能转换为动能，使弹簧末端由于惯性甩到了再下一级楼梯，再次一环一环地落下。

(2)适用于任何弹簧，根据弹簧的情况调整直角支架之间的间距。

(3)吸附在黑板或白板上，节省空间，现象明显，可多人同时观看。

(4)直角支架可多个叠放在体积较小的箱子里，携带方便。

附图说明

图1是本发明演示装置的正视图；

图2是本发明演示装置单个直角支架和弹簧的侧视图；

图3是本发明演示装置单个直角支架的正视图

图中：

1.直角支架 4.弹簧 5.磁铁 6.直角支架顶面

7.直角支架侧面 8.沉头螺丝

具体实施方式

结合附图对本发明的磁吸式便携弹簧下楼梯演示装置结构加以说明。

本发明的磁吸式便携弹簧下楼梯演示装置结构是，该演示装置包括直角支架1和弹簧4，弹簧4放在直角支架1上。

所述直角支架1，直角支架数目不限，通过磁铁5呈等间隔的阶梯状依次吸附在磁铁可吸的竖直平面，如黑板、白板等的上面，其中直角支架1在最高处，其余直角支架依次在直角支架1的斜下方等间隔排开呈阶梯状，以此类推，要求直角支架1数目不限，直角支架1的顶面6保持水平。弹簧4放置在最高处的直角支架1上，如果将弹簧4顶端拉到与直角支架1相邻的下一个直角支架的顶面6附近，弹簧4就会一个环跟着一个环地从直角支架1落到下一个直角支架上，然后依次再滚落到下一个直角支架上，以此类推。

所述直角支架1的数目不限，均为同样结构的直角支架，包括顶面6和侧面7，顶面6与侧面7互成直角，在侧面7上通过沉头螺丝8固定磁铁5；所述多个直角支架1的顶面6的长、宽均要大于弹簧4的直径；所述侧面7上安装的磁铁5数目可以是一个，也可以是多个，以能够将多个直角支架1吸附在竖直平面上为准，但磁铁5产生的磁场总强度要以不影响弹簧4的下落路径为上限，即磁铁5不能对弹簧4有明显的吸引力。所述多个直角支架1在不使用时，可以将多个直角支架重叠堆放在一起，减小体积，便于收藏和搬运。所述弹簧4为拉伸螺旋弹簧，原始节距为零，受重力自由下垂时节距要大于线径的5倍。

本发明可以用于大、中学的物理课堂演示、科普展示以小学生的科学课辅助实验。

操作方法：

将多个直角支架1通过磁铁以楼梯的形状排列并吸附于黑板上，如图1所示，每个直角支架顶面6向上并保持水平，构成多级楼梯，将弹簧4放置于最高处的直角支架1顶面的中间位置，然后将弹簧4顶端拉起弯曲后放到与最高处的直角支架1相邻的下一个直角支架的顶面上，弹簧4就会一个环跟着一个环地从直角支架1落到下一个直角支架上，然后再滚落到下一个相邻的直角支架上，以此类推。可以根据效果调节各直角支架之间的相对位置，保证弹簧可以依次自动下落，顺利完成实验。