一种便捷式高中物理自由落体演示装置的制作方法

本实用新型涉及一种演示装置，尤其涉及一种便捷式高中物理自由落体演示装置。

背景技术：

演示，即通过一些方式和工具，将信息传达给他人。是一种信息传达的行为方式。利用实验或实物、工具把事物的过程显示出来的过程，让人认识或理解。

高中物理是高中理科基础科目之一。高中物理，要扩大物理知识的范围，学习很多初中未学过的新内容，如力的合成与分解、牛顿万有引力定律、动量定理、动量守恒定律、光的本性等。高中不仅要学习物理知识，更重要的是提高学习物理知识和应用物理知识的能力，高中阶段主要是自学能力和物理解题能力，并学会一些常用的物理研究的方法，如自由落体运动的研究方法。

自由落体运动源于地心引力，物体在只受重力作用下从相对静止开始下落的运动叫做自由落体运动（其初速度为Vo=0m/s）譬如用手握住某种物体，不施加任何外力的理想条件下轻轻松开手后发生的物理现象。现如今高中物理自由落体演示方法只是老师手动进行演示，不便计时，演示效果差。

现有高中物理自由落体演示方式存在演示效果差、演示不便利、操作繁琐的缺点，因此亟需研发一种演示效果好、演示便利、操作简单的便捷式高中物理自由落体演示装置。

技术实现要素：

（1）要解决的技术问题

本实用新型为了克服现有高中物理自由落体演示方式演示效果差、演示不便利、操作繁琐的缺点，本实用新型要解决的技术问题是提供一种演示效果好、演示便利、操作简单的便捷式高中物理自由落体演示装置。

（2）技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了这样一种便捷式高中物理自由落体演示装置，包括有槽体Ⅰ、电动推杆、电机Ⅰ、推车、收集槽、支杆、推板、网球、电动吸盘Ⅰ、滑轨、量尺、滑块、电动轮、计时器、固定杆、拉线、导向管Ⅰ、导向管Ⅱ和乒乓球；推车上顶部中间设置有收集槽，收集槽两侧的推车顶部设置有电机Ⅰ，电机Ⅰ顶端连接有滑轨，左侧滑轨的左侧和右侧滑轨的右侧均设置有量尺，左侧滑轨的右侧和右侧滑轨的左侧均设置有滑块，左侧滑块的右侧和右侧滑块的左侧都连接有固定杆，左侧固定杆的底部右端和右侧固定杆的底部左端都设置有电动吸盘Ⅰ，左侧固定杆的顶部和右侧固定杆的顶部都设置有计时器，滑轨顶端设置有电动轮，电动轮上绕有拉线，拉线与滑块连接，左侧电机Ⅰ与收集槽之间和右侧电机Ⅰ与收集槽之间的推车上都设置有支杆，左侧支杆的右侧连接有导向管Ⅰ，右侧支杆的左侧连接有导向管Ⅱ，左侧电机Ⅰ的左侧的推车上和右侧电机Ⅰ的右侧的推车都设置有槽体Ⅰ，槽体Ⅰ内设置有腔体，腔体底部设置有电动推杆，电动推杆上端连接有推板，左侧推板上方的腔体内放置有乒乓球，右侧推板上方的腔体内放置有网球。

优选地，还包括有缓冲垫，收集槽内底部设置有缓冲垫。

优选地，还包括有电动吸盘Ⅱ和电机Ⅱ，左侧固定杆的左端和右侧固定杆的右端都设置有电机Ⅱ，左侧固定杆的顶部右端和右侧固定杆的顶部左端均设置有电动吸盘Ⅱ。

优选地，电机Ⅰ和电机Ⅱ均为伺服电机。

工作原理：当上高中物理课需要演示自由落体运动时，人工将推车推进教室，然后启动电动推杆伸长，带动推板向上运动到合适位置，从而带动左侧槽体Ⅰ内的乒乓球和右侧槽体Ⅰ内的网球向上运动至槽体Ⅰ顶部，此时，启动电机Ⅰ旋转180°，带动滑轨旋转180°，滑块旋转180°，固定杆旋转180°，从而带动电动吸盘Ⅰ旋转180°，然后启动左侧电动轮逆转和右侧电动轮顺转，将拉线放出，使滑块向下运动，固定杆向下运动，从而使电动吸盘Ⅰ向下运动，当左侧电动吸盘Ⅰ与乒乓球接触和右侧电动吸盘Ⅰ与网球接触时，电动轮停止转动，此时，启动电动吸盘Ⅰ工作，分别将乒乓球和网球吸住。然后，启动左侧电动轮顺转一定时间和右侧电动轮逆转一定时间，使拉线收回，带动滑块向上运动至复位，此时启动电机Ⅰ旋转180°，带动电动吸盘Ⅰ旋转180°复位，然后人工结合量尺确定自由落体实验高度，并启动左侧电动轮顺转一定时间和右侧电动轮逆转一定时间，使滑块向下运动至合适位置，左侧固定杆穿过开口Ⅰ向下运动至合适位置，右侧固定杆穿过开口Ⅱ向下运动至合适位置，左侧电动吸盘Ⅰ和右侧电动吸盘Ⅰ向下运动并分别位于导向管Ⅰ和导向管Ⅱ内合适位置，从而使乒乓球和网球位于自由落体的合适高度。然后电动吸盘Ⅰ停止工作并与此同时启动计时器进行计时，当乒乓球落入收集槽底部时，关闭左侧计时器，当网球落入收集槽内底部时，关闭右侧的计时器，之后，观察乒乓球和网球下落的时间，并根据下落高度得出自由落体结论。当自由落体实验演示结束后，启动左侧电动轮逆转一定时间，并启动右侧电动轮顺转一定时间，使拉线收回，带动滑块向上运动至复位，从而带动固定杆复位，电动吸盘Ⅰ复位。重复以上动作可以进行多次自由落体演示。

因为还包括有缓冲垫，收集槽内底部设置有缓冲垫，所以当乒乓球和网球下落至收集槽内时，缓冲垫可以避免乒乓球和网球弹起，这不仅有利于观察实验结果，而且有益于后期乒乓球和网球的整理收集。

因为还包括有电动吸盘Ⅱ和电机Ⅱ，左侧固定杆的左端和右侧固定杆的右端都设置有电机Ⅱ，左侧固定杆的顶部右端和右侧固定杆的顶部左端设置有电动吸盘Ⅱ，所以当电动吸盘Ⅰ吸住一个乒乓球或者网球后，启动电机Ⅱ旋转180°，带动固定杆旋转180°，使电动吸盘Ⅱ旋转180°，并启动电动推杆伸长一定长度，将乒乓球和网球推出至槽体Ⅰ顶部，然后启动电动吸盘Ⅱ吸住一个乒乓球或网球，这样方便二次自由落体演示，有益于提高自由落体演示的效率。

因为电机Ⅰ和电机Ⅱ均为伺服电机，所以可以有效控制电机Ⅰ和电机Ⅱ的转速，使操作运行更平稳。

（3）有益效果

本实用新型达到了演示效果好、演示便利、操作简单的效果。

附图说明

图1为本实用新型的第一种主视结构示意图。

图2为本实用新型的导向管Ⅰ的左视结构示意图。

图3为本实用新型的导向管Ⅱ的右视结构示意图。

图4为本实用新型的第二种主视结构示意图。

图5本实用新型的第三种主视结构示意图。

附图中的标记为：1-槽体Ⅰ，2-电动推杆，3-电机Ⅰ，4-推车，5-收集槽，6-支杆，7-腔体，8-推板，9-网球，10-电动吸盘Ⅰ，11-滑轨，12-量尺，13-滑块，14-电动轮，15-计时器，16-固定杆，17-拉线，18-导向管Ⅰ，19-导向管Ⅱ，20-乒乓球，21-缓冲垫，22-电动吸盘Ⅱ，23-电机Ⅱ，1801-开口Ⅰ，1901-开口Ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

实施例1

一种便捷式高中物理自由落体演示装置，如图1-5所示，包括有槽体Ⅰ1、电动推杆2、电机Ⅰ3、推车4、收集槽5、支杆6、推板8、网球9、电动吸盘Ⅰ10、滑轨11、量尺12、滑块13、电动轮14、计时器15、固定杆16、拉线17、导向管Ⅰ18、导向管Ⅱ19和乒乓球20；推车4上顶部中间设置有收集槽5，收集槽5两侧的推车4顶部设置有电机Ⅰ3，电机Ⅰ3顶端连接有滑轨11，左侧滑轨11的左侧和右侧滑轨11的右侧均设置有量尺12，左侧滑轨11的右侧和右侧滑轨11的左侧均设置有滑块13，左侧滑块13的右侧和右侧滑块13的左侧都连接有固定杆16，左侧固定杆16的底部右端和右侧固定杆16的底部左端都设置有电动吸盘Ⅰ10，左侧固定杆16的顶部和右侧固定杆16的顶部都设置有计时器15，滑轨11顶端设置有电动轮14，电动轮14上绕有拉线17，拉线17与滑块13连接，左侧电机Ⅰ3与收集槽5之间和右侧电机Ⅰ3与收集槽5之间的推车4上都设置有支杆6，左侧支杆6的右侧连接有导向管Ⅰ18，右侧支杆6的左侧连接有导向管Ⅱ19，左侧电机Ⅰ3的左侧的推车4上和右侧电机Ⅰ3的右侧的推车4都设置有槽体Ⅰ1，槽体Ⅰ1内设置有腔体7，腔体7底部设置有电动推杆2，电动推杆2上端连接有推板8，左侧推板8上方的腔体7内放置有乒乓球20，右侧推板8上方的腔体7内放置有网球9。

还包括有缓冲垫21，收集槽5内底部设置有缓冲垫21。

还包括有电动吸盘Ⅱ22和电机Ⅱ23，左侧固定杆16的左端和右侧固定杆16的右端都设置有电机Ⅱ23，左侧固定杆16的顶部右端和右侧固定杆16的顶部左端均设置有电动吸盘Ⅱ22。

电机Ⅰ3和电机Ⅱ23均为伺服电机。

工作原理：当上高中物理课需要演示自由落体运动时，人工将推车4推进教室，然后启动电动推杆2伸长，带动推板8向上运动到合适位置，从而带动左侧槽体Ⅰ1内的乒乓球20和右侧槽体Ⅰ1内的网球9向上运动至槽体Ⅰ1顶部，此时，启动电机Ⅰ3旋转180°，带动滑轨11旋转180°，滑块13旋转180°，固定杆16旋转180°，从而带动电动吸盘Ⅰ10旋转180°，然后启动左侧电动轮14逆转和右侧电动轮14顺转，将拉线17放出，使滑块13向下运动，固定杆16向下运动，从而使电动吸盘Ⅰ10向下运动，当左侧电动吸盘Ⅰ10与乒乓球20接触和右侧电动吸盘Ⅰ10与网球9接触时，电动轮14停止转动，此时，启动电动吸盘Ⅰ10工作，分别将乒乓球20和网球9吸住。然后，启动左侧电动轮14顺转一定时间和右侧电动轮14逆转一定时间，使拉线17收回，带动滑块13向上运动至复位，此时启动电机Ⅰ3旋转180°，带动电动吸盘Ⅰ10旋转180°复位，然后人工结合量尺12确定自由落体实验高度，并启动左侧电动轮14顺转一定时间和右侧电动轮14逆转一定时间，使滑块13向下运动至合适位置，左侧固定杆16穿过开口Ⅰ1801向下运动至合适位置，右侧固定杆16穿过开口Ⅱ1901向下运动至合适位置，左侧电动吸盘Ⅰ10和右侧电动吸盘Ⅰ10向下运动并分别位于导向管Ⅰ18和导向管Ⅱ19内合适位置，从而使乒乓球20和网球9位于自由落体的合适高度。然后电动吸盘Ⅰ10停止工作并与此同时启动计时器15进行计时，当乒乓球20落入收集槽5底部时，关闭左侧计时器15，当网球9落入收集槽5内底部时，关闭右侧的计时器15，之后，观察乒乓球20和网球9下落的时间，并根据下落高度得出自由落体结论。当自由落体实验演示结束后，启动左侧电动轮14逆转一定时间，并启动右侧电动轮14顺转一定时间，使拉线17收回，带动滑块13向上运动至复位，从而带动固定杆16复位，电动吸盘Ⅰ10复位。重复以上动作可以进行多次自由落体演示。

因为还包括有缓冲垫21，收集槽5内底部设置有缓冲垫21，所以当乒乓球20和网球9下落至收集槽5内时，缓冲垫21可以避免乒乓球20和网球9弹起，这不仅有利于观察实验结果，而且有益于后期乒乓球20和网球9的整理收集。

因为还包括有电动吸盘Ⅱ22和电机Ⅱ23，左侧固定杆16的左端和右侧固定杆16的右端都设置有电机Ⅱ23，左侧固定杆16的顶部右端和右侧固定杆16的顶部左端设置有电动吸盘Ⅱ22，所以当电动吸盘Ⅰ10吸住一个乒乓球20或者网球9后，启动电机Ⅱ23旋转180°，带动固定杆16旋转180°，使电动吸盘Ⅱ22旋转180°，并启动电动推杆2伸长一定长度，将乒乓球20和网球9推出至槽体Ⅰ1顶部，然后启动电动吸盘Ⅱ22吸住一个乒乓球20或网球9，这样方便二次自由落体演示，有益于提高自由落体演示的效率。

因为电机Ⅰ3和电机Ⅱ23均为伺服电机，所以可以有效控制电机Ⅰ3和电机Ⅱ23的转速，使操作运行更平稳。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。