一种高中物理教学实验教具的制作方法

本实用新型涉及教具技术领域，尤其涉及一种高中物理教学实验教具。

背景技术：

教具作为课堂中使用的物品，能够更加直观的反映所讲授内容，让学生更加方便快速的了解自己所学习的知识，在现有的物理教学中，许多情况下需要对学生进行演示，以便于更好的将课堂理论知识与实践相结合，在机械能守恒实验中一般分析重力势能转换为动能，现有的教具一般是固定不可调的，需随参数的变化制作多个教具，其占据空间大，不易携带，能够展示的东西十分有限，不能够将老师的想法完全准确的展示；动量守恒和机械能守恒两个实验需要多种不同的教具才能够实现所需内容，使用十分不方便。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供了一种高中物理教学实验教具，采用上料装置的设计只需调节定量卡的高度即可控制小球的初始势能，一次可以做多组实验进行对比，整个装置的设计可以将上料装置折叠，解决了现有的教具一般是固定不可调的，需随参数的变化制作多个教具，其占据空间大，不易携带的问题；整个装置的设计既可以做机械能守恒实现，还可以做动量守恒实验，解决了动量守恒和机械能守恒两个实验需要多种不同的教具才能够实现所需内容，使用十分不方便的问题；实验过程只需转动旋钮即可实现上料，按下按钮即可释放小球，操作简单方便。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：包括底座、初测速装置、终测速装置和上料装置；底座中部在宽度方向上均匀设置有多个滑槽；滑槽内滑动连接有滑块；初测速装置安装在底座中部左侧；终测速装置安装在底座中部右侧；初测速装置和终测速装置结构相同；初测速装置包括支座和速度传感器；支座设置在底座顶部；多个速度传感器均匀设置在支座顶部；速度传感器和滑槽上下对应；底座左侧上方设置有过度圆弧；过度圆弧中部设置有套筒；套筒和上料装置底部滑动套接。

进一步优化本技术方案，所述的上料装置包括固定座、弹簧和储料仓；储料仓底部在长度放上均匀设置有多个下料管；下料管和滑槽相对应；固定座固定设置在下料管中部；下料管底部设置有导向块；套筒内部两侧设置有导向槽；导向块和导向槽滑动连接。

进一步优化本技术方案，所述的固定座右侧中部两侧设置有支撑板；支撑板中部两侧设置有第一卡槽；固定座内部滑动连接有推板；推板右侧均匀设置有多个第二卡槽；第二卡槽和第一卡槽通过弹簧两端连接；推板左侧中部设置有按钮。

进一步优化本技术方案，所述的推板右侧均匀设置有多个顶块；顶块之间的横向间距等于下料管的外径；下料管外侧在高度方向上均匀设置有多个调节台；调节台顶部和顶块底部相接触；调节台右侧设置有调节槽；调节槽内部滑动连接有挡板；挡板两侧均设置有立板。

进一步优化本技术方案，所述的固定座顶部左侧均匀安装有多个连接座；连接座和下料管间隔设置；连接座顶部贯穿轴承连接有主轴；主轴中部在长度方向上均匀键连接有多个定量卡；下料管左侧顶部设置有上料槽；上料槽和定量卡相对应；主轴和连接座连接处安装有扭簧；主轴右端安装有旋钮。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：1、上料装置的设计只需调节定量卡的高度即可控制小球的初始势能，一次可以做多组实验进行对比；2、整个装置的设计可以将上料装置折叠，占用空间小，便于携带；3、整个装置的设计既可以做机械能守恒实现，还可以做动量守恒实验，解决了动量守恒和机械能守恒两个实验需要多种不同的教具才能够实现所需内容，使用十分不方便的问题；4、实验过程只需转动旋钮即可实现上料，按下按钮即可释放小球，操作简单方便。

附图说明

图1为一种高中物理教学实验教具的总装配等轴侧视图。

图2为一种高中物理教学实验教具的底座及传感器安装结构图。

图3为一种高中物理教学实验教具的上料装置等轴侧视图及局部放大图。

图4为一种高中物理教学实验教具的上料装置局部结构图。

图中1、底座；101、滑槽；102、滑块；103、过度圆弧；104、套筒；105、导向槽；106、小球；2、初测速装置；201、支座；202、速度传感器；3、终测速装置；4、上料装置；401、固定座；402、弹簧；403、储料仓；404、下料管；405、导向块；406、支撑板；407、第一卡槽；408、第二卡槽；409、按钮；410、顶块；411、调节台；412、调节槽；413、挡板；414、立板；415、连接座；416、主轴；417、定量卡；418、上料槽；419、推板；420、旋钮；421、扭簧。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

具体实施方式一：结合图1-4所示，一种高中物理教学实验教具其特征在于：包括底座1、初测速装置2、终测速装置3和上料装置4；底座1中部在宽度方向上均匀设置有多个滑槽101；滑槽101内滑动连接有滑块102；初测速装置2安装在底座1中部左侧；终测速装置3安装在底座1中部右侧；初测速装置2和终测速装置3结构相同；初测速装置2包括支座201和速度传感器202；支座201设置在底座1顶部；多个速度传感器202均匀设置在支座201顶部；速度传感器202和滑槽101上下对应；底座1左侧上方设置有过度圆弧103；过度圆弧103中部设置有套筒104；套筒104和上料装置4底部滑动套接；上料装置4包括固定座401、弹簧402和储料仓403；储料仓403底部在长度放上均匀设置有多个下料管404；下料管404和滑槽101相对应；固定座401固定设置在下料管404中部；下料管404底部设置有导向块405；套筒104内部两侧设置有导向槽105；导向块405和导向槽105滑动连接；固定座401右侧中部两侧设置有支撑板406；支撑板406中部两侧设置有第一卡槽407；固定座401内部滑动连接有推板419；推板419右侧均匀设置有多个第二卡槽408；第二卡槽408和第一卡槽407通过弹簧402两端连接；推板419左侧中部设置有按钮409；推板419右侧均匀设置有多个顶块410；顶块410之间的横向间距等于下料管404的外径；下料管404外侧在高度方向上均匀设置有多个调节台411；调节台411顶部和顶块410底部相接触；调节台411右侧设置有调节槽412；调节槽412内部滑动连接有挡板413；挡板413两侧均设置有立板414；固定座401顶部左侧均匀安装有多个连接座415；连接座415和下料管404间隔设置；连接座415顶部贯穿轴承连接有主轴416；主轴416中部在长度方向上均匀键连接有多个定量卡417；下料管404左侧顶部设置有上料槽418；上料槽418和定量卡417相对应；主轴416和连接座415连接处安装有扭簧421；主轴416右端安装有旋钮420。

使用时，步骤一，结合图3和4所示，实验前准备工作，将小球106放入储料仓403内部，小球106会进入下料管404顶部向下掉落，当小球106运动到定量卡417位置时，定量卡417一侧底部的斜板会将小球106挡住；根据实验所需数据将挡板413插入指定高度的调节槽412内部；这样可以控制小球106下落的初始高度，从而控制重力势能的初始值；然后顺时针转动旋钮420，主轴416转动带动定量卡417顺时针转动，定量卡417底部斜板与下料管404内壁分离，这时卡在定量卡417底部斜板位置的小球106会在当前位置向下掉落到挡板413位置，定量卡417转动的同时，定量卡417顶部的斜板向下料管404内部转动，将储料仓403内部的小球106和下料管404隔离，防止顶部的小球106跟随下方小球106一起掉落,实现了单个小球106放料的动作；定量卡417转动的同时压动扭簧421，松开旋钮420时扭簧421通过主轴416带动定量卡417逆时针转动，定量卡417底部斜板将下料管404封闭，顶部斜板与下料筒404分离，储料仓403的小球106会掉落到下料管404内，实现了上料的过程。

步骤二，结合图1-4所示，小球106质量m，滑块102质量M，做机械能守恒实验时，向里按动按钮409，按钮409推动推板419沿固定座401内部向右侧滑动，推板419向右侧滑动顶块410与挡板413一侧的立板414相接触，继续推动按钮409，顶块410会推动立板414沿调节槽412向右侧滑动，当按钮409运动到最右端时挡板413完全和下料管404内壁分离，小球106会从当前位置掉落，小球106经过度圆弧103由竖直向下运动变为水平向右侧运动，小球106经初测速装置2的速度传感器202会记录小球106运动速度v；根据挡板的位置可以求出小球106的初始高度为h，根据记录和测量数据可以得出重力势能为mgh，动能为1/2mv²,经计算验证机械能守恒。

步骤三，结合图1-4所示，做动量守恒实现时，小球106经初测速装置2记录小球106当时速度v，当小球106运动到初测速装置2和终测速装置3中间位置时，小球106和滑块102相互碰撞，滑块102向右侧运动，小球106继续向右侧运动，此时可以观察出小球106速度小于滑块102速度，当滑块102运动到终测速装置3位置时，滑块速度为v1，小球106运动到总测速装置位置速度为v2，根据公式mv=mv1+Mv2验证动量守恒。

步骤四，结合图1-3所示，折叠时，向上拉动上料装置4，下料管404沿套筒104内壁向上运动，同时导向块405沿导向槽105向上滑动滑动，当导向块405运动到导向槽105顶部时，下料管404已经完全脱离套筒104；然后逆时针转动上料装置4至水平位置，固定座401底部和套筒104顶部平面卡接，折叠完毕；同时打开时只需顺时针转动上料装置4至竖直，然后松开装置，下料管404会套接在套筒104内部，整个装置的设计可以将上料装置折叠，占用空间小，便于携带。

本实用新型的控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，属于本领域的公知常识，并且本实用新型主要用来保护机械装置，所以本实用新型不再详细解释控制方式和电路连接。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。