一种机械能守恒定律验证装置的制作方法

本实用新型涉及物理教学器材技术领域，具体为一种机械能守恒定律验证装置。

背景技术：

现在，随着科学技术的进步和学生认知能力的提高，教育部门要求现今的物理实验应具备直观性、趣味性和教学启迪性，在物理教学中涉及力学知识的内容都是教学的重点和难点，老师在讲解过程中都是结合课本中的图片和生活中的现象举例说明，但这种讲解方法比较抽象，学生很难理解，往往是似懂非懂。目前物理课中所涉及的实验仪器都比较简单，只能帮助学生理解基本性的原理，但对于深层次的知识学生只能靠大脑去更深的理解和想象，这样无形中增加了学生的学习负担。

在物理学科中会有很多的规律、定理要学习，其中，机械能守恒定律就是必学的内容，机械能守恒定律动力学中的基本定律，即任何物体系统如无外力做功或外力做功之和为零，系统内又只有保守力(见势能)做功时，则系统的机械能(动能与势能之和)保持不变。外力做功为零，表面没有从外界输入机械功；只有保守力做功，即只有动能和势能的转化，而无机械能转化为其他能，符合这条件的机械能守恒对一切惯性参考系都成立。定理抽象不便于理解和记忆，而且学习起来比较枯燥，降低了课堂的学习效率。在学习的过程为了增强对机械能守恒定律的理解就需要做一些验证试验，来增强对机械能守恒定律的理解与记忆，这就需要一种验证装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种机械能守恒定律验证装置，以解决上述背景技术中提出的目前机械能守恒定律的教学方式单一、抽象，趣味性差，学生难以理解的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种机械能守恒定律验证装置，包括第一电磁铁、第二电磁铁、第一铁球、第二铁球、第一玻璃管、第二玻璃管、计时器、显示屏、控制器、底座、第一触片、第二触片、连接管、开关、真空泵和固定槽，所述第一电磁铁和第二电磁铁分别固定安装于第一玻璃管和第二玻璃管的顶部，且第一电磁铁和第二电磁铁均与控制器电性连接，所述控制器固定安装于底座的顶部，所述第一玻璃管和第二玻璃管均固定安装于底座的顶部，所述第一玻璃管和第二玻璃管内部分别设有第一铁球和第二铁球，所述第一玻璃管和第二玻璃管的底部分别设有第一触片和第二触片，且第一触片和第二触片均与计时器电性连接，所述计时器固定安装于底座的顶部，所述计时器上设有显示屏，所述真空泵固定安装于底座的顶部，所述真空泵上设有开关，所述连接管设于底座的内部。

优选的，所述第一电磁铁和第二电磁铁的底部均设有固定槽。

优选的，所述真空泵与第二玻璃管之间通过连接管相连通。

优选的，所述第一玻璃管和第二玻璃管均为高强度的透明的钢化玻璃管。

优选的，所述第一铁球、第二铁球分别与第一触片、第二触片呈上下对应关系。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该机械能守恒定律验证装置结构简单，直观精确，操作演示方便，将两个玻璃管分别做抽真空和不抽真空的对比，并分别测量铁球落下的时间，通过计算得出铁球下落到底部的速度，利用实验数据来验证机械能守恒定律，将原来直接告诉或通过理论计算得出的机械能守恒定律，改成直观实验加科学推理的形式，不仅可以帮助学生直观、感性地理解物理定律，还培养了学生的科学推理能力，增加了学习的趣味性，从中认识到物理学中建立理想模型的重要性。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型第一电磁铁结构示意图。

图中：1、第一电磁铁，2、第二电磁铁，3、第一铁球，4、第二铁球，5、第一玻璃管，6、第二玻璃管，7、计时器，8、显示屏，9、控制器，10、底座，11、第一触片，12、第二触片，13、连接管，14、开关，15、真空泵，16、固定槽。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种机械能守恒定律验证装置，包括第一电磁铁1、第二电磁铁2、第一铁球3、第二铁球4、第一玻璃管5、第二玻璃管6、计时器7、显示屏8、控制器9、底座10、第一触片11、第二触片12、连接管13、开关14、真空泵15和固定槽16，第一电磁铁1和第二电磁铁2分别固定安装于第一玻璃管5和第二玻璃管6的顶部，且第一电磁铁1和第二电磁铁2均与控制器9电性连接，第一电磁铁1和第二电磁铁2的底部均设有固定槽16，槽型的结构有利于固定第一铁球3和第二铁球4的位置，防止因为位置的误差影响实验的准确性，控制器9固定安装于底座10的顶部，第一玻璃管5和第二玻璃管6均固定安装于底座10的顶部，第一玻璃管5和第二玻璃管6均为高强度的透明的钢化玻璃管，实验开始时，需要将该装置倒置，第一铁球3和第二铁球4会滑到第一电磁铁1和第二电磁铁2上，此过程中，可能会撞击到第一玻璃管5、第二玻璃管6，采用高强度玻璃管，能够防止第一铁球3和第二铁球4将第一玻璃管5、第二玻璃管6撞碎，第一玻璃管5和第二玻璃管6内部分别设有第一铁球3和第二铁球4，第一铁球3、第二铁球4分别与第一触片11、第二触片12呈上下对应关系，使得第一铁球3、第二铁球4在落下时，准确撞击到第一触片11、第二触片12上，第一玻璃管5和第二玻璃管6的底部分别设有第一触片11和第二触片12，且第一触片11和第二触片12均与计时器7电性连接，计时器7固定安装于底座10的顶部，计时器7上设有显示屏8，真空泵15固定安装于底座10的顶部，真空泵15上设有开关14，连接管13设于底座10的内部，真空泵15与第二玻璃管6之间通过连接管13相连通，可将第二玻璃管6的内部进行抽真空处理，与第一玻璃管5形成对比。

工作原理：在使用该机械能守恒定律验证装置时，首先调节控制器9，使第一电磁铁1和第二电磁铁2通电，将该装置倒置，第一铁球3和第二铁球4滑到第一电磁铁1和第二电磁铁2上的固定槽16上，槽型的结构有利于固定第一铁球3和第二铁球4的位置，防止因为位置的误差影响实验的准确性，第一玻璃管5和第二玻璃管6均为高强度的透明的钢化玻璃管，防止第一铁球3和第二铁球4将第一玻璃管5和第二玻璃管6撞碎，然后将该装置放置在水平的桌面上，打开开关14，利用真空泵15对第二玻璃管6进行抽真空处理，第一玻璃管5不做处理，由此与第二玻璃管6形成对比，调节控制器9，断开第二电磁铁2的电源，第二铁球4向下做自由落体运动，并最终撞击到第二触片12上，此时，计时器7将运动时间显示在显示屏8上，然后，利用相同的方法测量第一铁球3降落到第一触片11上的运动时间，通过计算分别得出第一铁球3和第二铁球4降落到第一触片11和第二触片12上的速度，然后，可通过物理公式对机械能守恒定律进行验证。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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。