一种平抛运动分解演示装置的制作方法

本实用新型涉及平抛实验演示技术领域，尤其是一种平抛运动分解演示装置。

背景技术：

平抛运动是一种常见的运动形式，而且其在物理课程学习中也占有很重要的地位，为了便于学生理解，较常使用演示装置将平抛运动分解开，分为自由落体运动和匀速直线运动，所使用的装置结构是：包括底座24、基板12、倾斜轨道22和电磁铁，基板安装在底座上，在基板一侧设置位于上端和下端的两个倾斜轨道，每个倾斜轨道左侧的端部处均设置有电磁铁5、19，每个电磁铁上吸附一个铁球8、20，上端的电磁铁吸附的铁球离开轨道后做平抛运动，下端的电磁铁吸附的铁球在水平段的轨道上做匀速直线运动，在基板另一侧设置第三个电磁铁1，该电磁铁也吸附一个铁球2，该铁球与左侧的倾斜轨道右侧末端处经过的铁球的球心位于同一个水平面内。使用时，按下开关，使每个电磁铁上吸附一个铁球，然后关闭开关，电磁铁失电，左侧上端的铁球运动离开倾斜轨道后做平抛运动，左侧下端的铁球做匀速直线运动，右侧的铁球做自由落体运动，学生可通过观察，来熟悉平抛运动的特性。但实际使用中发现，上述实验装置只能进行简单的观察，无法进一步深入的熟悉平抛运动的诸多特点，以及分解后的两个运动与平抛运动之间的关系。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供能采集平抛运动和分解运动的时间、铁球撞击的力度以及自动计算出速度等结果的一种平抛运动分解演示装置。

本实用新型采取的技术方案是：

一种平抛运动分解演示装置，包括底座和基板，底座上安装基板，其特征在于：在基板中部横向安装一平板，该平板靠左侧端部处安装一竖直的隔板，该隔板左侧的基板上端设置一落体电磁铁，落体电磁铁吸附一落体铁球，在隔板右侧的基板上端设置一倾斜轨道，该倾斜轨道右侧设置一短平直轨道，该倾斜轨道的左侧最高点处设置平抛电磁铁，平抛电磁铁吸附一平抛铁球，在平板和底座之间的基板下端设置另一倾斜轨道，该倾斜轨道右侧设置一长平直轨道，在倾斜轨道左侧最高点处设置匀速电磁铁，匀速电磁铁吸附一匀速铁球，在落体电磁铁下方的平板上设置一压力传感器，在平板右侧端部设置一用于平抛铁球撞击的压力传感器，在长平直轨道右侧端部设置一用于匀速铁球撞击的压力传感器，平抛电磁铁、匀速电磁铁和落体电磁铁的控制端连接一基板右上角嵌装的触摸屏模块的输入输出接口，该触摸屏模块的输入输出接口连接三个压力传感器的输出端。

而且，每个压力传感器位于一用于避免铁球飞溅的弧形碗内。

而且，所述落体铁球的球心与运行到短平直轨道右侧末端处的平抛铁球的球心位于同一个水平面内，所述平抛铁球的球心与所述匀速铁球的球心在运动前处于同一个竖直平面内。

而且，所述落体电磁铁通过一滑动套限位安装在一起旁侧的竖直滑杆上。

而且，所述倾斜轨道的一侧边设置一倾斜的滑槽，该滑槽内穿装的定位螺栓的末端伸入倾斜轨道内并啮合连接倾斜轨道内嵌装的电磁铁底部上。

本实用新型的优点和积极效果是：

本实用新型中，通过平板和隔板将基板分为三个区域，分别是自由落体区、平抛运动区和匀速运动区，自由落体区设置一个吸附落体铁球的落体电磁铁，平抛运动区设置一个吸附平抛铁球的平抛电磁铁和倾斜轨道，匀速运动区设置一个吸附匀速铁球的匀速电磁铁和倾斜轨道，同时还设置有用于检测三个铁球落下的压力传感器，通过触摸屏模块设置各种参数，再由其控制电磁铁的工作，压力传感器检测撞击力以及与电磁铁通断配合后确定铁球的运动时间，还可以调节落体电磁铁竖直的高度以及平抛电磁铁和匀速电磁铁的位置，以使学生了解时间、撞击力等运动参数随之发生的变化，还可以进行自由落体和匀速运动的相关实验，使学生能够更透彻的了解运动的相关内容。

附图说明

图1是本实用新型的主视图；

图2是图1的原理图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本实用新型进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本实用新型的保护范围。

一种平抛运动分解演示装置，如图1、2所示，包括底座24和基板12，底座上安装基板，本实用新型的创新在于：在基板中部横向安装一平板18，该平板靠左侧端部处安装一竖直的隔板4，该隔板左侧的基板上端设置一落体电磁铁1，落体电磁铁吸附一落体铁球2，在隔板右侧的基板上端设置一倾斜轨道22，该倾斜轨道右侧设置一短平直轨道10，该倾斜轨道的左侧最高点处设置平抛电磁铁5，平抛电磁铁吸附一平抛铁球8，在平板和底座之间的基板下端设置另一倾斜轨道，该倾斜轨道右侧设置一长平直轨道23，在倾斜轨道左侧最高点处设置匀速电磁铁19，匀速电磁铁吸附一匀速铁球20，在落体电磁铁下方的平板上设置一压力传感器16，在平板右侧端部设置一用于平抛铁球撞击的压力传感器16，在长平直轨道右侧端部设置一用于匀速铁球撞击的压力传感器16，平抛电磁铁、匀速电磁铁和落体电磁铁的控制端连接一基板右上角嵌装的触摸屏模块13的输入输出接口，该触摸屏模块的输入输出接口连接三个压力传感器的输出端。

本实施例中，平板可以保证落体铁球和平抛铁球落下时不会掉落到底面并四处乱滚，另外可用于设置压力传感器。每个压力传感器位于一用于避免铁球飞溅的弧形碗15内，落体铁球和平抛铁球落点处的压力传感器的竖直高度相同，可通过弧形碗进行调节，另外匀速铁球撞击的压力传感器与平抛铁球撞击的压力传感器的位置也要对应好，预先多进行几次撞击试验，使两个压力传感器被对应铁球撞击的时间相同。

所述落体铁球的球心与运行到短平直轨道右侧末端处的平抛铁球的球心位于同一个水平面内，所述平抛铁球的球心与所述匀速铁球的球心在运动前处于同一个竖直平面内。所述落体电磁铁连接一滑动套3，该滑动套套装在一落体电磁铁旁侧基板上安装的竖直滑杆14上，该滑动套上设置一用于将滑动套限位在竖直滑杆上的定位螺栓6。

为了验证平抛铁球或匀速铁球处于对应的倾斜轨道不同位置时的运动比较，在倾斜轨道的一侧边设置一倾斜的滑槽9，该滑槽内穿装的定位螺栓6的末端伸入倾斜轨道内并啮合连接倾斜轨道内嵌装的电磁铁底部7上。

本实用新型使用时：

将各电器的线缆连接好，打开电源开关，使三个铁球分别吸附在对应的电磁铁下端，然后将三个弧形碗放在合适的位置，在触摸屏模块的触摸屏上设置铁球的质量、三个铁球的相对竖直高度等初始化参数。

点击触摸屏，运行程序，使平抛电磁铁盒匀速电磁铁首先失电，两个铁球分别沿着对应的倾斜轨道下滑，然后管道滚到倾斜轨道右侧的平直轨道处，当上方的铁球即将开始做平抛运动时，落体电磁铁失电，该处的铁球做自由落体，三个铁球完成运动后，分别撞击对应的压力传感器，撞击力和运动时间等参数有触摸屏模块的CPU进行计算，并根据初始化的几个数据，可以计算出撞击时的运动速度，动能，势能，所做功等结果。

除此之外，还可以调节落体电磁铁的高度，平抛电磁铁和匀速电磁铁在倾斜轨道上的位置，通过触摸屏模块计算出不同的结果，该结果可以和上述实验的结果进行比较，非常的直观。

本实用新型中，通过平板和隔板将基板分为三个区域，分别是自由落体区17、平抛运动区11和匀速运动区21，自由落体区设置一个吸附落体铁球的落体电磁铁，平抛运动区设置一个吸附平抛铁球的平抛电磁铁和倾斜轨道，匀速运动区设置一个吸附匀速铁球的匀速电磁铁和倾斜轨道，同时还设置有用于检测三个铁球落下的压力传感器，通过触摸屏模块设置各种参数，再由其控制电磁铁的工作，压力传感器检测撞击力以及与电磁铁通断配合后确定铁球的运动时间，还可以调节落体电磁铁竖直的高度以及平抛电磁铁和匀速电磁铁的位置，以使学生了解时间、撞击力等运动参数随之发生的变化，还可以进行自由落体和匀速运动的相关实验，使学生能够更透彻的了解运动的相关内容。