一种高中自由落体实验教学设备的制作方法

本实用新型涉及一种教学设备，尤其是涉及一种高中自由落体实验教学设备，涉及教学设备技术领域。

背景技术：

物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。作为自然科学的带头学科，物理学研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律，因此成为其他各自然科学学科的研究基础。它的理论结构充分地运用数学作为自己的工作语言，以实验作为检验理论正确性的唯一标准，它是当今最精密的一门自然科学学科。自由落体运动源于地心引力，物体在只受重力作用下从相对静止开始下落的运动叫做自由落体运动，譬如用手握住某种物体，不施加任何外力的理想条件下轻轻松开手后发生的物理现象。高中时需要学习到自由落体运动，所以需要一种直观观察自由落体实验的教学设备。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是克服现有自由落体实验教学设备的缺陷，提供一种高中自由落体实验教学设备，从而解决上述问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种高中自由落体实验教学设备，包括箱体和横板；所述箱体的正面设置有开口，所述横板贯通箱体的左右两侧；所述箱体两侧分别设置有负压机和控制箱；所述横板上端面设置有电子秒表和显示屏，所述横板下端面等距离分布三个电动升降夹具，三个所述电动升降夹具上分别套接有第一密封塞、第二密封塞和第三密封塞，且三个所述电动升降夹具上均设置有距离传感器；所述箱体底端等距离分布第一玻璃圆管、第二玻璃圆管和第三玻璃圆管，且所述第一玻璃圆管、第二玻璃圆管和第三玻璃圆管的内部底端均设置有触碰式传感器；所述第一玻璃圆管、第二玻璃圆管和第三玻璃圆管外表面均连通有连接管，所述连接管和负压机连接；所述控制箱内设置有单片机控制器，且所述控制箱外表面设置有控制开关。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述第一玻璃圆管、第二玻璃圆管和第三玻璃圆管位于电动升降夹具的正下方。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述第一玻璃圆管、第二玻璃圆管和第三玻璃圆管的直径依次增大。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述第一密封塞、第二密封塞和第三密封塞的直径分别和第一玻璃圆管、第二玻璃圆管和第三玻璃圆管的直径相等。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述控制开关、距离传感器、触碰传感器均信号连接单片机控制器。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述单片机控制器均电性连接电动升降夹具、负压机、电子秒表和显示屏。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型可以直观检测自由落体实验中，高度和时间之间的线性关系，气压对自由落体实验的影响，且能实现多量检测，设计合理，构造科学，适合在教学设备领域推广使用。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型结构示意图；

图中 1、箱体；2、横板；3、负压机；4、连接管；5、显示屏；6、电子秒表；7、电动升降夹具；8、第一密封塞；9、第二密封塞；10、第三密封塞；11、第一玻璃圆管；12、第二玻璃圆管；13、第三玻璃圆管；14、触碰式传感器；15、控制箱；16、单片机控制器；17、距离传感器；18、控制开关。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

实施例1

如图1所示，本实用新型提供一种高中自由落体实验教学设备，包括箱体1和横板2；箱体1的正面设置有开口，横板2贯通箱体1的左右两侧；箱体1两侧分别设置有负压机3和控制箱15；横板2上端面设置有电子秒表6和显示屏5，横板2下端面等距离分布三个电动升降夹具7，三个电动升降夹具7上分别套接有第一密封塞8、第二密封塞9和第三密封塞10，且三个电动升降夹具7上均设置有距离传感器17；箱体1底端等距离分布第一玻璃圆管11、第二玻璃圆管12和第三玻璃圆管13，且第一玻璃圆管11、第二玻璃圆管12和第三玻璃圆管13的内部底端均设置有触碰式传感器14；第一玻璃圆管11、第二玻璃圆管12和第三玻璃圆管13外表面均连通有连接管4，连接管4和负压机3连接；控制箱15内设置有单片机控制器16，且控制箱15外表面设置有控制开关18。

第一玻璃圆管11、第二玻璃圆管12和第三玻璃圆管13位于电动升降夹具7的正下方，以在升降时，玻璃圆管和电动升降夹具相互匹配；第一玻璃圆管11、第二玻璃圆管12和第三玻璃圆管13的直径依次增大，从而可以适应不同体积的落体，落体优选为实心圆铁；第一密封塞8、第二密封塞9和第三密封塞10的直径分别和第一玻璃圆管11、第二玻璃圆管12和第三玻璃圆管13的直径相等，使得密封塞可以匹配玻璃圆管，从而营造真空环境；控制开关18、距离传感器17、触碰传感器均信号连接单片机控制器16；单片机控制器16均电性连接电动升降夹具7、负压机3、电子秒表6和显示屏5。

具体原理：本实用新型在使用时，通过控制开关将信号传输到单片机控制器，单片机控制器启动电动升降夹具工作，将待实验的落体夹在电动升降夹具上，三个电动升降夹具可以三个不同体积相同密度的落体，再通过控制开关控制三个电动升降夹具的升降，当第一密封塞、第二密封塞、第三密封塞和第一玻璃圆管、第二玻璃圆管和第三玻璃圆管匹配时，通过控制开关启动负压机，使得玻璃圆管形成真空，且电动升降夹具处于不同的高度，当不同高度的落体稳固时，距离传感器将检测到的落体和玻璃圆管底面的距离传输到单片机控制器，单片机控制器将以电子信号的形式传输到显示屏，从而可以直观的判断落体和底面的高度，此时，控制夹具松开，单片机控制器启动电子秒表工作，落体在玻璃圆管中作自由落体运动，当落体接触触碰式传感器时，触碰式传感器将信号传输到单片机控制器，单片机控制器以电子信号传输到电子秒表，控制电子秒表暂停，且电子表面通过单片机控制器将时间传输到显示屏上直观的显示，从而可以通过玻璃圆管检测自由落体实验中高度和时间之间的线性关系，设置三个或多个玻璃圆管实现多量检测，单片机控制器电性连接负压机，可以将不同玻璃圆管中的气压抽取到不等状态，从而检测自由落体中气压对落体的影响。

本实用新型可以直观检测自由落体实验中，高度和时间之间的线性关系，气压对自由落体实验的影响，且能实现多量检测，设计合理，构造科学，适合在教学设备领域推广使用。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。