一种多功能物理教学用设备的制作方法

本实用新型属于物理教学技术领域，具体涉及一种物理教学用实验装置。

背景技术：

物理现象在日常的生活中十分常见，如力学、电学等，在力学中，物理教学中必不可少的需要进行试验，以及对试验进行讲解。物体以一定的初速度沿水平方向抛出，如果物体仅受重力作用，这样的运动叫做平抛运动。平抛运动可看作水平方向的匀速直线运动以及竖直方向的自由落体运动的合运动。平抛运动的物体，由于所受的合外力为恒力，所以平抛运动是匀变速曲线运动,平抛物体的运动轨迹为一抛物线。平抛运动是曲线运动 平抛运动的时间仅与抛出点的竖直高度有关；物体落地的水平位移与时间（竖直高度）及水平初速度有关。

现有的记录平抛运动轨迹的装置，通常是利用磁性画板与磁性材料来记录，球体在下落过程中，不可避免的受到磁性引力的作用，导致球体下落阻力较大时，最终的实验结果误差大，且平抛时初速度不一致。

技术实现要素：

本实用新型提出了一种物理教学用实验装置，解决了现有实验装置误差大，平抛初速度不一致的问题。

实现本实用新型的技术方案是：一种多功能物理教学用设备，包括演示台，所述演示台上设有立杆，立杆上端设有磁条，磁条上设有线圈，线圈与电源和开关相连；所述立杆侧面上设有支撑杆，支撑杆上设有弧形轨道，弧形轨道一端与磁条的下端面相连、另一端与支撑杆的上端面相连，所述磁条端面处设有球体，所述演示台的前后两侧分别设有光发射板和光电接收板，光发射板和光电接收板上分别阵列设置有光发射器和光电接收器，所述光发射板和光电接收板均与控制器相连，控制器与显示器相连。

所述演示台的左右两侧均设有防护板，防护板内侧设有缓冲垫，所述缓冲垫包括柔性海绵层和防撞层。

所述演示台上设有保护垫，保护垫从上到下依次包括石墨涂层、透气防水膜、形状记忆合金层、橡胶防护层及玻璃钢层。

所述弧形轨道与支撑杆相连的端面水平设置。

所述弧形轨道两侧设有防护栏，弧形轨道的宽度与磁条的宽度一致，且均大于球体的直径。

所述光发射器与光电接收器一一对应设置。

本实用新型的有益效果是：利用电磁控制球体下落时的速度，减少了了人工抛球的误差，实验重复性强，能够同时演示匀速直线运动和自由落体运动。本实用新型试验台能够防止球体撞击，形状记忆合金能够保证撞击的凹槽恢复原状，该设备大大提高了学生的学习效率，且利用光电感应装置及时记录球体运动的轨迹，运动阻力小。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的右视图；

图3是缓冲垫的结构示意图；

图4是保护垫的结构示意图。

具体实施方式

如图1-4所示，一种多功能物理教学用设备，包括演示台1，所述演示台1上设有立杆3，立杆3上端设有磁条6，磁条6上设有线圈7，线圈7与电源和开关相连；所述立杆3侧面上设有支撑杆4，支撑杆4上设有弧形轨道9，弧形轨道9一端与磁条6的下端面相连、另一端与支撑杆4的上端面相连，所述磁条6端面处设有球体8，所述演示台1的前后两侧分别设有光发射板10和光电接收板11，光发射板10和光电接收板11上分别阵列设置有光发射器和光电接收器，所述光发射板10和光电接收板11均与控制器相连，控制器与显示器相连。

实验开始时，打开电源使得磁条6接通，将球体8置于磁条6的一端，球体在磁力的吸引下固定不动，球体8的下端与弧形轨道9相切，弧形轨道9一端与磁条6的下端面圆滑相连，之后断开电源，球体下落，从弧形轨道9下滑至支撑杆4的端面处，然后自由抛落，下落时光发射器发出红外光或可见光，光发射器与光电接收器一一对应设置。在无阻碍的情况下光接收器接收到光，当球体8下落时，光被遮挡，光电开关动作输出一个信号，被控制器和显示器接收并显示，将球体8的下落轨迹记录下来。

优选的，所述演示台1的左右两侧均设有防护板2，防护板2内侧设有缓冲垫，所述缓冲垫包括柔性海绵层2-1和防撞层2-2。球体8下落后为防止球体冲出演示台1，在演示台1左右两侧设置防护板2，防护板2上设置的柔性海绵层2-1能够保护球体8，而防撞层2-2可以是橡胶防撞材料，能够保护防护板2不受球体8的撞击，同时能够缓冲球体的速度。

优选的，可以在磁条6两端同时设置两个球体8，球体同时下落，演示匀速直线运动和自由落体运动，验证平抛实验的正确性，此时在演示台1上设有保护垫，保护垫从上到下依次包括石墨涂层1-1、透气防水膜1-2、形状记忆合金层1-3、橡胶防护层1-4及玻璃钢层1-5。石墨涂层1-1能够保证球体在演示台1上运动时不受阻力和摩擦力的影响，形状记忆合金层1-3能够保证被撞击的凹槽恢复至原状，可以利用冷水降温的方法让其恢复，此时透气防水膜1-2能够起到保护形状记忆合金1-3的作用，防止水透过且能够起到降温的功能，而橡胶防护层1-4能够起到一定的缓冲作用，减缓球体8对下面玻璃刚层1-5的撞击。

进一步的，所述弧形轨道9与支撑杆4相连的端面水平设置。只有连接处水平设置，才能保证实验的精确性。

进一步的，所述弧形轨道9两侧设有防护栏，弧形轨道9的宽度与磁条6的宽度一致，且均大于球体8的直径。防护栏能够避免球体8运动时偏离轨道。