本实用新型涉及实验装置，具体涉及一种展示能量守恒的实验装置。
背景技术：
在物理教学中，需要用到很多定理、公理等，单纯的讲解非常枯燥，不利于学生的学习记忆。为了让教学更加生动，在物理教学中设置了多个实验，通过实验能够使学生的理解和记忆更加准确，提高学生的学习兴趣。
能量守恒定律(energy conservation law)即热力学第一定律是指在一个封闭(孤立)系统内的总能量保持不变。其中总能量一般来说已不再只是动能与势能之和，而是静止能量(固有能量)、动能和势能三者的总和。如果一个系统处于孤立环境，即不可能有能量传入或传出系统，对于此情形则可将能量守恒定律表述为：“孤立系统的总能量保持不变”。
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变。能量守恒定律是自然界普遍的基本定律之一。
技术实现要素：
(一)解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点，本实用新型提供了一种展示能量守恒的实验装置，能够有效克服现有技术所存在的目前还没有一种能够简单明了展示能量守恒定律实验装置的缺陷。
(二)技术方案
为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：
一种展示能量守恒的实验装置，包括筒体，所述筒体底部设有支撑座，所述支撑座上设有弹簧垫和微型真空泵，所述微型真空泵的进气口通过连管与筒体连通，所述弹簧垫内设有弹簧，所述弹簧垫顶部设有挡板，所述筒体侧壁相对设有开口，所述开口上设有密封垫，所述开口之间设有与开口配合的隔板，所述隔板底部设有电磁铁和压力传感器，所述电磁铁底部固定有底座，所述底座上设有铁球，所述压力传感器与铁球顶部位于同一高度，所述筒体侧面通过固定架与电动伸缩杆固定，所述电动伸缩杆端部与隔板固定，所述筒体位于挡板与隔板之间的内壁上设有气压传感器，所述筒体上设有控制器和蜂鸣器。
优选地，所述压力传感器、气压传感器、控制器内均设有无线通信模块。
优选地，所述微型真空泵、蜂鸣器均与控制器电气连接。
优选地，所述电动伸缩杆、电磁铁均与外部控制开关电气连接。
优选地，所述开口左右对称设置。
优选地，所述固定架上下对称设置。
优选地，所述铁球与底座配合。
(三)有益效果
与现有技术相比，本实用新型所提供的一种展示能量守恒的实验装置能够利用电磁铁将铁球吸附在底座上，当电磁铁停止工作时，铁球便会以自由落体落到挡板上，将重力势能转化为弹簧垫内弹簧的弹性势能，在弹簧弹性势能的作用下，铁球从挡板上被弹起，控制电动伸缩杆伸长使隔板移动一段距离，在近似真空的环境下，弹起的铁球便会触碰到压力传感器，从而触发蜂鸣器，实现对能量守恒定律的展示，能够有效提高教学的生动性，同时也能够激起学生的学习兴趣。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型结构示意图；
图中：
1、筒体；2、支撑座；3、弹簧垫；4、挡板；5、弹簧；6、微型真空泵；7、连管；8、开口；9、密封垫；10、隔板；11、电动伸缩杆；12、固定架；13、电磁铁；14、压力传感器；15、底座；16、铁球；17、气压传感器；18、控制器；19、蜂鸣器。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
一种展示能量守恒的实验装置，如图1所示，包括筒体1，筒体1底部设有支撑座2，支撑座2上设有弹簧垫3和微型真空泵6，微型真空泵6的进气口通过连管7与筒体1连通，弹簧垫3内设有弹簧5，弹簧垫3顶部设有挡板4，筒体1侧壁相对设有开口8，开口8上设有密封垫9，开口8之间设有与开口8配合的隔板10，隔板10底部设有电磁铁13和压力传感器14，电磁铁13底部固定有底座15，底座15上设有铁球16，压力传感器14与铁球16顶部位于同一高度，筒体1侧面通过固定架12与电动伸缩杆11固定，电动伸缩杆11端部与隔板10固定，筒体1位于挡板4与隔板10之间的内壁上设有气压传感器17，筒体1上设有控制器18和蜂鸣器19。
压力传感器14、气压传感器17、控制器18内均设有无线通信模块，微型真空泵6、蜂鸣器19均与控制器18电气连接，电动伸缩杆11、电磁铁13均与外部控制开关电气连接，开口8左右对称设置，固定架12上下对称设置，铁球16与底座15配合。
使用时，气压传感器17能够探测筒体1内的气压，并通过无线通信将数据发送给控制器18。当筒体1内没有达到真空条件下的气压时，控制器18便会控制微型真空泵6通过连管7将筒体1内的空气抽出；当筒体1内的气压达到阈值时，控制器18便会控制微型真空泵6停止工作。
实验时，利用外部控制开关停止电磁铁13工作，铁球16便会在底座15上以自由落体落到挡板4上，将重力势能转化为弹簧垫3内弹簧5的弹性势能。在弹簧5弹性势能的作用下，铁球16从挡板4上被弹起，通过外部控制开关控制电动伸缩杆11伸长使隔板10移动一段距离，在近似真空的环境下，弹起的铁球16便会触碰到压力传感器14，压力传感器14能够将探测的数据通过无线通信发送给控制器18，控制器18控制蜂鸣器19工作，实现对能量守恒定律的展示，能够有效提高教学的生动性，同时也能够激起学生的学习兴趣。密封垫9能够保证筒体1的密封性。
在通过控制器18设定筒体1内的气压阈值时，可以将气压阈值设定成高于真空条件下的气压，这样便可以展示空气阻力对铁球16自由落体运动的影响。
此外，利用压力传感器14、气压传感器17探测的数据对微型真空泵6、蜂鸣器19进行控制属于控制领域的常规技术手段，其所涉及到的电路结构也为本领域技术人员的公知常识。控制器18可以采用STM32完成上述控制操作，无线通信模块可采用zigbee模块。
本实用新型所提供的一种展示能量守恒的实验装置能够利用电磁铁将铁球吸附在底座上，当电磁铁停止工作时，铁球便会以自由落体落到挡板上，将重力势能转化为弹簧垫内弹簧的弹性势能，在弹簧弹性势能的作用下，铁球从挡板上被弹起，控制电动伸缩杆伸长使隔板移动一段距离，在近似真空的环境下，弹起的铁球便会触碰到压力传感器，从而触发蜂鸣器，实现对能量守恒定律的展示，能够有效提高教学的生动性，同时也能够激起学生的学习兴趣。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。