一种物理运动学实验教学演示模型的制作方法

本实用新型涉及教学模型技术领域，具体的说是一种物理运动学实验教学演示模型。

背景技术：

在平常的物理教学中，重力加速度是一个物体受重力作用的情况下所具有的加速度，在物理教学中经常会涉及到重力加速度的测定，目前测试重力加速度的方法有单摆法、滑槽法、打点计时器测量测量法和滴水法等，其中滑槽法一次实验只能测定一组数据，经过多组测量后再取平均值，且参数数据测试不方便，耗时费力；除此之外，验证摩擦力大小与表面粗糙度程度以及重力大小之间的关系也是物理教学中常涉及的实验，目前设计这块实验的器材多为固定式的，调节性差，而且也是单组单次实验；鉴于此，本实用新型将验证摩擦力大小与表面粗糙度程度以及重力大小之间的关系的实验和物体重力加速度测定实验结合在一起，提供了一种物理运动学实验教学演示模型。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，本实用新型提供了一种物理运动学实验教学演示模型。

本实用新型所要解决其技术问题所采用以下技术方案来实现。

一种物理运动学实验教学演示模型，包括底座、倾角调节装置、可变轨道、弹射装置和重力加速度测试装置，用于可变轨道倾斜度调整的倾角调节装置安装在底座左上方，可变轨道位于倾角调节装置正上方，弹射装置位于可变轨道左侧，重力加速度测试装置位于可变轨道右侧，且可变轨道、弹射装置和重力加速度测试装置并排布置。

进一步，所述的倾角调节装置包括U型支架、调节平台、调节耳座、调节销轴、卡位弹簧、上铰链、调节连杆、下铰链、移动滑块、导向滑轨、钢丝绳、收卷轮和收卷电机；所述的U型支架倒立布置，U型支架中部设置有隔板，U型支架右端设置有导线孔，调节平台位于U型支架上方，调节耳座位于U型支架右侧端，调节平台右端通过调节销轴与调节耳座相连接，卡位弹簧下端固定在U型支架左端，卡位弹簧上端固定在调节平台左端，调节连杆位于U型支架和调节平台之间，且调节连杆上端通过上铰链与调节平台中部相连接，调节连杆下端通过下铰链安装在移动滑块上端面上，移动滑块安装在导向滑轨上，钢丝绳一端固定在移动滑块上，钢丝绳另一端穿过U型支架右端的导线孔缠绕在收卷轮上，收卷轮固定在收卷电机的输出轴上，收卷电机固定在U型支架中部的隔板上；通过收卷电机的旋转带动钢丝绳的收缩，从而带动移动滑块在导向滑轨上的运动，由于调节连杆上端的位置为固定的，调节连杆下端的位置随着移动滑块的移动而改变，从而调节连杆与调节平台之间的水平倾角逐步变大，实现了调节平台倾斜度的调整功能；倾角调节装置可用于可变轨道的水平倾斜角度的调节，且调节方便快速，稳定性高，承载能力强。

进一步，所述的可变轨道包括驱动机构、旋转跑道和阻挡机构；所述的旋转跑道位于驱动机构和阻挡机构之间，且驱动机构、旋转跑道和阻挡机构并排布置。

进一步，所述的驱动机构包括顶升支架、纵向电机、驱动螺杆、悬臂支架、横向电机、驱动轴、驱动齿轮和旋转轴；所述的顶升支架下端前后两侧分别设置有顶升推杆，顶升支架下端中部位置处设置有连接弹簧，顶升推杆上端设置有垂直安装板，顶升支架外侧设置有条形板，纵向电机固定在顶升支架上端面一侧，驱动螺杆一端与纵向电机输出轴相连接，驱动螺杆另一端穿过顶升支架上端面上的垂直安装板，驱动螺杆上设置有间断区域的螺齿，悬臂支架位于顶升支架内侧，横向电机安装在悬臂支架顶端处，横向电机为双轴输出电机，横向电机外侧输出轴与驱动轴一端相连接，驱动轴另一端安装在顶升支架外侧的条形板上，驱动齿轮固定在驱动轴的中部位置处，驱动齿轮与驱动螺杆上的螺齿相啮合，横向电机内侧输出轴与旋转轴相连接；当驱动螺杆上的间断区域的螺齿与驱动齿轮相啮合时，通过纵向电机的旋转带动驱动螺杆的转动，从而带动与驱动齿轮同轴安装的驱动轴同步旋转，由于横向电机采用的是双轴输出电机，进而实现了旋转轴的同步同向转动，达到了同步转动变换旋转跑道的效果；当驱动螺杆上的间断区域的螺齿与驱动齿轮相分离时，通过横向电机的转动带动旋转轴的旋转，从而带动旋转跑道的转换，实现了单独单向控制旋转跑道转换的效果；驱动机构通过驱动螺杆上的间断区域的螺齿与驱动齿轮相啮合或分离，实现了整体驱动和单独驱动，可对旋转跑道进行整体同步变换和单独单向变换，且控制简单，传动平稳。

进一步，所述的旋转跑道为方形柱体结构，旋转跑道中部位置处设置有贯穿轴孔，旋转跑道的四个侧面上分别依次设置有第一半圆形凹槽、第二半圆形凹槽、第三半圆形凹槽和第四半圆形凹槽，第一半圆形凹槽上设置有橡胶垫，第二半圆形凹槽上沿其轴向方向均匀设置有凸型条，第三半圆形凹槽上沿其轴向方向均匀设置有磨砂条，第四半圆形凹槽上设置有光滑铝片垫；旋转跑道具有四个不同表面粗糙度的第一半圆形凹槽、第二半圆形凹槽、第三半圆形凹槽和第四半圆形凹槽，且转换简单快捷，通过旋转跑道的旋转变换，可试验表面粗糙度与物体运动摩擦力的关系。

进一步，所述的阻挡机构包括龙门支架、阻挡马达、阻挡主动轮、阻挡从动轮、阻挡传动带和阻挡桨；所述的龙门支架上端设置有弧形凹面，弧形凹面前后两侧分别对称设置有安装耳座，阻挡马达位于龙门支架一侧，阻挡主动轮固定在阻挡马达输出轴上，阻挡主动轮与阻挡从动轮之间采用阻挡传动带进行连接，阻挡桨中部沿其周向方向均匀设置有条形挡板，阻挡桨两端分别安装在弧形凹面前后两侧的安装耳座上，且阻挡桨与阻挡从动轮同轴安装连接；阻挡机构主要用于对试验球体的拦截，同时采用阻挡马达通过带传动带动阻挡桨的转动，从而带动阻挡桨中部沿其周向方向均匀设置的条形挡板的旋转，达到了在测试物体重力加速度时推送试验球体的效果，阻挡机构具有阻挡拦截试验球体和旋转推送试验球体的双重作用，且简单实用。

进一步，所述的弹射装置包括L型支架、弹射推杆、夹取机械手、压紧弹簧和限位机构；所述的弹射推杆等间距并排布置在L型支架和夹取机械手之间，且弹射推杆一端与L型支架相连接，弹射推杆另一端与夹取机械手相连接，压紧弹簧缠绕在弹射推杆上，限位机构数量为二，限位机构分别对称位于夹取机械手前后两侧。

进一步，所述的夹取机械手包括弹射横板、夹取耳座、夹取转销、夹取卡爪、夹取推杆和夹取铰链；所述的夹取耳座沿弹射横板纵向中心轴线分别对称布置，夹取卡爪下端通过夹取转销安装在夹取耳座上，夹取卡爪为弧形状尖头结构，夹取卡爪内侧壁上设置有楔形爪齿，夹取推杆位于夹取卡爪外侧，且夹取推杆上端通过夹取铰链与夹取卡爪外侧壁相连接，夹取推杆下端通过夹取铰链与弹射横板相连接；通过夹取推杆的伸缩运动实现了夹取卡爪的张合，从而达到了对试验球体抓取和释放的功能，且抓取紧牢，释放快速。

进一步，所述的限位机构包括限位底座、限位推杆、限位顶板、限位卡勾、连接铰链和张合推杆；所述的限位推杆位于限位底座与限位顶板之间，限位卡勾后端通过连接铰链与限位顶板相连接，限位卡勾前端按压在弹射横板上，张合推杆一端活动铰接在限位顶板上，张合推杆另一端活动铰接在限位卡勾内侧壁上；限位机构用于对夹取机械手的限位收紧和释放弹射。

弹射装置工作原理：试验球体发射前时，限位卡勾将夹取机械手上的弹射横板按压住，发射时，张合推杆进行伸张运动，从而带动限位卡勾往外侧运动，限位卡勾与弹射横板实现了分离，夹取机械手在压紧弹簧的作用力下弹射出去，同时，通过夹取推杆的收缩运动带动夹取卡爪往外侧运动，实现了对试验球体的释放功能，完成了对试验球体弹射的过程，当试验球体发射外出后，在通过限位推杆伸展运动带动限位卡勾的运动，当限位卡勾接近夹取机械手上的弹射横板时，张合推杆进行收缩运动，从而带动限位卡勾往内侧运动，限位卡勾按压住弹射横板后，再通过限位推杆收缩运动将夹取机械手收缩回来；弹射装置利用弹簧压缩的作用力可对试验球体进行发射，为试验球体提供了动力源，且发射原理简单实用；其夹取机械手可对试验球体抓取和释放，抓取紧牢，释放快速；同时，其限位机构可对夹取机械手进行限位收紧和释放弹射。

通过倾角调节装置、可变轨道和弹射装置的配合使用，可完成“验证摩擦力大小与表面粗糙度程度以及重力大小之间的关系”的物理实验，具体实验过程如下：

首先，通过倾角调节装置可调整可变轨道的倾斜角度，利用驱动机构中驱动螺杆上的间断区域的螺齿与驱动齿轮相啮合时，实现旋转轴的同步同向转动，达到了同步转动变换旋转跑道的效果，将三个可变轨道调整到相统一的第一半圆形凹槽、第二半圆形凹槽、第三半圆形凹槽或第四半圆形凹槽，因此可保证每个可变轨道上的表面粗糙度程度相同；然后采用三个夹取机械手分别夹取不同重力大小的试验球体，通过弹射装置将试验球体发射外出，观察同时发射出来的三个不同重力大小的试验球体通过可变轨道到达阻挡机构的先后顺序，即可完成“验证摩擦力大小与重力大小之间的关系”的物理实验；再通过驱动机构中驱动螺杆上的间断区域的螺齿与驱动齿轮相分离时，通过横向电机的转动带动旋转轴的旋转，从而带动旋转跑道的转换，将三个可变轨道调整到不同的第一半圆形凹槽、第二半圆形凹槽、第三半圆形凹槽和第四半圆形凹槽，因此可保证三个可变轨道上的表面粗糙度程度不同；最后采用三个夹取机械手分别夹取相同重力大小的试验球体，通过弹射装置将试验球体发射外出，观察同时发射出来的三个相同重力大小的试验球体通过可变轨道到达阻挡机构的先后顺序，即可完成“验证摩擦力大小与表面粗糙度程度之间的关系”的物理实验。

进一步，所述的重力加速度测试装置包括测试滑道、定位沙池、测量电机、测量丝杠、移动螺母、测量支架、带座工字轮和测量皮尺；所述的测试滑道倾斜部分设置有与底座相固定连接的立板，测试滑道水平部分设置有与底座相连接固定的固定架，定位沙池位于测试滑道正右方，测量电机分别位于定位沙池的前后两侧，测量丝杠一端与测量电机相连接，测量丝杠另一端与定位沙池外侧壁相连接，移动螺母安装在测量丝杠上，测量支架下端固定在移动螺母上端面上，带座工字轮下端设置有与测试滑道相连接的固定支座，带座工字轮上端设置有带轴轮体，测量皮尺一端缠绕在带座工字轮上端的带轴轮体上，测量皮尺另一端固定在测量支架上端。

采用重力加速度测试装置利用滑槽法测定重力加速度具体过程如下：首先，阻挡马达通过带传动带动阻挡桨的转动，从而带动阻挡桨中部沿其周向方向均匀设置的条形挡板的旋转，将停留在可变轨道末端处于静止状态的试验球体轻轻推出，试验球体从测试滑道自由滚出，试验球体经过测试滑道倾斜部分和测试滑道水平部分后掉落到定位沙池内，并用秒表记录下试验球体从测试滑道水平部分末端掉落到定位沙池内所用的时间T；然后用直尺测量出测试滑道倾斜部分顶端和测试滑道水平部分之间的垂直距离H；再通过测量电机的旋转带动测量丝杠的转动，从而实现移动螺母的水平移动，带动测量皮尺从带座工字轮上拉扯出来，以便测量出试验球体掉落在定位沙池中的具体位置与测试滑道水平部分末端之间的水平距离S，根据以上测定的数据，并结合运动学公式即可测试出试验球体的重力加速度g＝S/2HT，从而完成了试验球体的重力加速度测定的实验，重力加速度测试装置可通过一次实验就可以得出多组数据，采用定位沙池可精准确定落球具体位置点，同时也可实现自动测量落球距离的功能，结构简单实用，可快速多组测试物体的重力加速度。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型具有角度调节、跑道变换、物体发射和同时多组测试重力的功能，实现了一机多能，可完成摩擦力影响因素验证和物体重力加速度测定实验，结构紧凑，操作简单方便，为物理课堂教学提供了新型的实验演示模型，方便了教师教学，也提高了学生的认知能力。

(2)本实用新型的倾角调节装置可用于可变轨道的水平倾斜角度的调节，且调节方便快速，稳定性高，承载能力强。

(3)本实用新型的驱动机构通过驱动螺杆上的间断区域的螺齿与驱动齿轮相啮合或分离，实现了整体驱动和单独驱动，可对旋转跑道进行整体同步变换和单独单向变换，且控制简单，传动平稳。

(4)本实用新型的旋转跑道具有四个不同表面粗糙度的第一半圆形凹槽、第二半圆形凹槽、第三半圆形凹槽和第四半圆形凹槽，且转换简单快捷，通过旋转跑道的旋转变换，可试验表面粗糙度与物体运动摩擦力的关系。

(5)本实用新型的阻挡机构具有阻挡拦截试验球体和旋转推送试验球体的双重作用，且简单实用。

(6)本实用新型的弹射装置利用弹簧压缩的作用力可对试验球体进行发射，为试验球体提供了动力源，且发射原理简单实用；其夹取机械手可对试验球体抓取和释放，抓取紧牢，释放快速；同时，其限位机构可对夹取机械手进行限位收紧和释放弹射。

(7)本实用新型的重力加速度测试装置可通过一次实验就可以得出多组数据，采用定位沙池可精准确定落球具体位置点，同时也可实现自动测量落球距离的功能，结构简单实用，可快速多组测试物体的重力加速度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的立体结构示意图；

图2是本实用新型去除重力加速度测试装置后的立体结构示意图；

图3是本实用新型倾角调节装置的立体结构示意图；

图4是本实用新型倾角调节装置去除调节平台后的立体结构示意图；

图5是本实用新型可变轨道的立体结构示意图；

图6是本实用新型驱动机构的立体结构示意图；

图7是本实用新型旋转跑道的立体结构示意图；

图8是本实用新型弹射装置的立体结构示意图；

图9是本实用新型重力加速度测试装置的立体结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

如图1至图9所示，一种物理运动学实验教学演示模型，包括底座1、倾角调节装置2、可变轨道3、弹射装置4和重力加速度测试装置5，用于可变轨道3倾斜度调整的倾角调节装置2安装在底座1左上方，可变轨道3位于倾角调节装置2正上方，弹射装置4位于可变轨道3左侧，重力加速度测试装置5位于可变轨道3右侧，且可变轨道3、弹射装置4和重力加速度测试装置5并排布置。

所述的倾角调节装置2包括U型支架21、调节平台22、调节耳座23、调节销轴24、卡位弹簧25、上铰链26、调节连杆27、下铰链28、移动滑块29、导向滑轨210、钢丝绳211、收卷轮212和收卷电机213；所述的U型支架21倒立布置，U型支架21中部设置有隔板，U型支架21右端设置有导线孔，调节平台22位于U型支架21上方，调节耳座23位于U型支架21右侧端，调节平台22右端通过调节销轴24与调节耳座23相连接，卡位弹簧25下端固定在U型支架21左端，卡位弹簧25上端固定在调节平台22左端，调节连杆27位于U型支架21和调节平台22之间，且调节连杆27上端通过上铰链26与调节平台22中部相连接，调节连杆27下端通过下铰链28安装在移动滑块29上端面上，移动滑块29安装在导向滑轨210上，钢丝绳211一端固定在移动滑块29上，钢丝绳211另一端穿过U型支架21右端的导线孔缠绕在收卷轮212上，收卷轮212固定在收卷电机213的输出轴上，收卷电机213固定在U型支架21中部的隔板上；通过收卷电机213的旋转带动钢丝绳211的收缩，从而带动移动滑块29在导向滑轨210上的运动，由于调节连杆27上端的位置为固定的，调节连杆27下端的位置随着移动滑块29的移动而改变，从而调节连杆27与调节平台22之间的水平倾角逐步变大，实现了调节平台22倾斜度的调整功能；倾角调节装置2可用于可变轨道3的水平倾斜角度的调节，且调节方便快速，稳定性高，承载能力强。

所述的可变轨道3包括驱动机构31、旋转跑道32和阻挡机构33；所述的旋转跑道32位于驱动机构31和阻挡机构33之间，且驱动机构31、旋转跑道32和阻挡机构33并排布置。

所述的驱动机构31包括顶升支架311、纵向电机312、驱动螺杆313、悬臂支架314、横向电机315、驱动轴316、驱动齿轮317和旋转轴318；所述的顶升支架311下端前后两侧分别设置有顶升推杆，顶升支架311下端中部位置处设置有连接弹簧，顶升推杆上端设置有垂直安装板，顶升支架311外侧设置有条形板，纵向电机312固定在顶升支架311上端面一侧，驱动螺杆313一端与纵向电机312输出轴相连接，驱动螺杆313另一端穿过顶升支架311上端面上的垂直安装板，驱动螺杆313上设置有间断区域的螺齿，悬臂支架314位于顶升支架311内侧，横向电机315安装在悬臂支架314顶端处，横向电机315为双轴输出电机，横向电机315外侧输出轴与驱动轴316一端相连接，驱动轴316另一端安装在顶升支架311外侧的条形板上，驱动齿轮317固定在驱动轴316的中部位置处，驱动齿轮317与驱动螺杆313上的螺齿相啮合，横向电机315内侧输出轴与旋转轴318相连接；当驱动螺杆313上的间断区域的螺齿与驱动齿轮317相啮合时，通过纵向电机312的旋转带动驱动螺杆313的转动，从而带动与驱动齿轮317同轴安装的驱动轴316同步旋转，由于横向电机315采用的是双轴输出电机，进而实现了旋转轴318的同步同向转动，达到了同步转动变换旋转跑道32的效果；当驱动螺杆313上的间断区域的螺齿与驱动齿轮317相分离时，通过横向电机315的转动带动旋转轴318的旋转，从而带动旋转跑道32的转换，实现了单独单向控制旋转跑道32转换的效果；驱动机构31通过驱动螺杆313上的间断区域的螺齿与驱动齿轮317相啮合或分离，实现了整体驱动和单独驱动，可对旋转跑道32进行整体同步变换和单独单向变换，且控制简单，传动平稳。

所述的旋转跑道32为方形柱体结构，旋转跑道32中部位置处设置有贯穿轴孔，旋转跑道32的四个侧面上分别依次设置有第一半圆形凹槽、第二半圆形凹槽、第三半圆形凹槽和第四半圆形凹槽，第一半圆形凹槽上设置有橡胶垫，第二半圆形凹槽上沿其轴向方向均匀设置有凸型条，第三半圆形凹槽上沿其轴向方向均匀设置有磨砂条，第四半圆形凹槽上设置有光滑铝片垫；旋转跑道32具有四个不同表面粗糙度的第一半圆形凹槽、第二半圆形凹槽、第三半圆形凹槽和第四半圆形凹槽，且转换简单快捷，通过旋转跑道32的旋转变换，可试验表面粗糙度与物体运动摩擦力的关系。

所述的阻挡机构33包括龙门支架331、阻挡马达332、阻挡主动轮333、阻挡从动轮334、阻挡传动带335和阻挡桨336；所述的龙门支架331上端设置有弧形凹面，弧形凹面前后两侧分别对称设置有安装耳座，阻挡马达332位于龙门支架331一侧，阻挡主动轮333固定在阻挡马达332输出轴上，阻挡主动轮333与阻挡从动轮334之间采用阻挡传动带335进行连接，阻挡桨336中部沿其周向方向均匀设置有条形挡板，阻挡桨336两端分别安装在弧形凹面前后两侧的安装耳座上，且阻挡桨336与阻挡从动轮334同轴安装连接；阻挡机构33主要用于对试验球体的拦截，同时采用阻挡马达332通过带传动带动阻挡桨336的转动，从而带动阻挡桨336中部沿其周向方向均匀设置的条形挡板的旋转，达到了在测试物体重力加速度时推送试验球体的效果，阻挡机构33具有阻挡拦截试验球体和旋转推送试验球体的双重作用，且简单实用。

所述的弹射装置4包括L型支架41、弹射推杆42、夹取机械手43、压紧弹簧44和限位机构45；所述的弹射推杆42等间距并排布置在L型支架41和夹取机械手43之间，且弹射推杆42一端与L型支架41相连接，弹射推杆42另一端与夹取机械手43相连接，压紧弹簧44缠绕在弹射推杆42上，限位机构45数量为二，限位机构45分别对称位于夹取机械手43前后两侧。

所述的夹取机械手43包括弹射横板431、夹取耳座432、夹取转销433、夹取卡爪434、夹取推杆435和夹取铰链436；所述的夹取耳座432沿弹射横板431纵向中心轴线分别对称布置，夹取卡爪434下端通过夹取转销433安装在夹取耳座432上，夹取卡爪434为弧形状尖头结构，夹取卡爪434内侧壁上设置有楔形爪齿，夹取推杆435位于夹取卡爪434外侧，且夹取推杆435上端通过夹取铰链436与夹取卡爪434外侧壁相连接，夹取推杆435下端通过夹取铰链436与弹射横板431相连接；通过夹取推杆435的伸缩运动实现了夹取卡爪434的张合，从而达到了对试验球体抓取和释放的功能，且抓取紧牢，释放快速。

所述的限位机构45包括限位底座451、限位推杆452、限位顶板453、限位卡勾454、连接铰链455和张合推杆456；所述的限位推杆452位于限位底座451与限位顶板453之间，限位卡勾454后端通过连接铰链455与限位顶板453相连接，限位卡勾454前端按压在弹射横板431上，张合推杆456一端活动铰接在限位顶板453上，张合推杆456另一端活动铰接在限位卡勾454内侧壁上；限位机构45用于对夹取机械手43的限位收紧和释放弹射。

弹射装置4工作原理：试验球体发射前时，限位卡勾454将夹取机械手43上的弹射横板431按压住，发射时，张合推杆456进行伸张运动，从而带动限位卡勾454往外侧运动，限位卡勾454与弹射横板431实现了分离，夹取机械手43在压紧弹簧44的作用力下弹射出去，同时，通过夹取推杆435的收缩运动带动夹取卡爪434往外侧运动，实现了对试验球体的释放功能，完成了对试验球体弹射的过程，当试验球体发射外出后，在通过限位推杆452伸展运动带动限位卡勾454的运动，当限位卡勾454接近夹取机械手43上的弹射横板431时，张合推杆456进行收缩运动，从而带动限位卡勾454往内侧运动，限位卡勾454按压住弹射横板431后，再通过限位推杆452收缩运动将夹取机械手43收缩回来；弹射装置4利用弹簧压缩的作用力可对试验球体进行发射，为试验球体提供了动力源，且发射原理简单实用；其夹取机械手43可对试验球体抓取和释放，抓取紧牢，释放快速；同时，其限位机构45可对夹取机械手43进行限位收紧和释放弹射。

通过倾角调节装置2、可变轨道3和弹射装置4的配合使用，可完成“验证摩擦力大小与表面粗糙度程度以及重力大小之间的关系”的物理实验，具体实验过程如下：

首先，通过倾角调节装置2可调整可变轨道3的倾斜角度，利用驱动机构31中驱动螺杆313上的间断区域的螺齿与驱动齿轮317相啮合时，实现旋转轴318的同步同向转动，达到了同步转动变换旋转跑道32的效果，将三个可变轨道3调整到相统一的第一半圆形凹槽、第二半圆形凹槽、第三半圆形凹槽或第四半圆形凹槽，因此可保证每个可变轨道3上的表面粗糙度程度相同；然后采用三个夹取机械手43分别夹取不同重力大小的试验球体，通过弹射装置4将试验球体发射外出，观察同时发射出来的三个不同重力大小的试验球体通过可变轨道3到达阻挡机构33的先后顺序，即可完成“验证摩擦力大小与重力大小之间的关系”的物理实验；再通过驱动机构31中驱动螺杆313上的间断区域的螺齿与驱动齿轮317相分离时，通过横向电机315的转动带动旋转轴318的旋转，从而带动旋转跑道32的转换，将三个可变轨道3调整到不同的第一半圆形凹槽、第二半圆形凹槽、第三半圆形凹槽和第四半圆形凹槽，因此可保证三个可变轨道3上的表面粗糙度程度不同；最后采用三个夹取机械手43分别夹取相同重力大小的试验球体，通过弹射装置4将试验球体发射外出，观察同时发射出来的三个相同重力大小的试验球体通过可变轨道3到达阻挡机构33的先后顺序，即可完成“验证摩擦力大小与表面粗糙度程度之间的关系”的物理实验。

进一步，所述的重力加速度测试装置5包括测试滑道51、定位沙池52、测量电机53、测量丝杠54、移动螺母55、测量支架56、带座工字轮57和测量皮尺58；所述的测试滑道51倾斜部分设置有与底座1相固定连接的立板，测试滑道51水平部分设置有与底座1相连接固定的固定架，定位沙池52位于测试滑道51正右方，测量电机53分别位于定位沙池52的前后两侧，测量丝杠54一端与测量电机53相连接，测量丝杠54另一端与定位沙池52外侧壁相连接，移动螺母55安装在测量丝杠54上，测量支架56下端固定在移动螺母55上端面上，带座工字轮57下端设置有与测试滑道51相连接的固定支座，带座工字轮57上端设置有带轴轮体，测量皮尺58一端缠绕在带座工字轮57上端的带轴轮体上，测量皮尺58另一端固定在测量支架56上端。

采用重力加速度测试装置5利用滑槽法测定重力加速度具体过程如下：首先，阻挡马达332通过带传动带动阻挡桨336的转动，从而带动阻挡桨336中部沿其周向方向均匀设置的条形挡板的旋转，将停留在可变轨道3末端处于静止状态的试验球体轻轻推出，试验球体从测试滑道51自由滚出，试验球体经过测试滑道51倾斜部分和测试滑道51水平部分后掉落到定位沙池52内，并用秒表记录下试验球体从测试滑道51水平部分末端掉落到定位沙池52内所用的时间T；然后用直尺测量出测试滑道51倾斜部分顶端和测试滑道51水平部分之间的垂直距离H；再通过测量电机53的旋转带动测量丝杠54的转动，从而实现移动螺母55的水平移动，带动测量皮尺58从带座工字轮57上拉扯出来，以便测量出试验球体掉落在定位沙池52中的具体位置与测试滑道51水平部分末端之间的水平距离S，根据以上测定的数据，并结合运动学公式即可测试出试验球体的重力加速度g＝S/2HT，从而完成了试验球体的重力加速度测定的实验，重力加速度测试装置可通过一次实验就可以得出多组数据，采用定位沙池52可精准确定落球具体位置点，同时也可实现自动测量落球距离的功能，结构简单实用，可快速多组测试物体的重力加速度。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。