一种高中物理实验模拟装置的制作方法

本实用新型涉及到实验演示设备技术领域，尤其涉及到一种高中物理实验模拟装置。

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。

物理学习是高中教学中很重要的部分，由于物理中力学的课程概念性强、抽象性强、应用性强等特点，对很多高中生来说书本上的物理理论原理很难理解，出现教师讲解的知识学生无法理解的情况。因此物理教师在教学的过程中经常会使用实验模拟装置，高中生借助相关实验装置才能对书本知识融会贯通，所以物理教学过程中使用实验装置来辅助教学越来越普遍。由此可以看出，在教师讲解时利用实验模拟装置辅助教学，有利于学生真实、直观、形象的了解某一物理现象，掌握教师讲解的理论知识，使学生将理论与实践相结合，提高学生的学习能力。

然而，现有的实验装置实验精确度低，实验过程中很多地方需要做理想化抽象，有时学生操作不规范，会出现较大的偏差，影响实验结论的得出，不利于教学。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种高中物理实验模拟装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现：

本实用新型提供了一种高中物理实验模拟装置，该高中物理实验模拟装置包括：底座，设置在所述底座上且上端开口的透明箱以及位于所述透明箱两侧并分别竖直固定在所述底座上的支撑柱；其中，

所述透明箱内设置有竖直的隔板，所述隔板将所述透明箱分为第一箱体和第二箱体，其中，所述第二箱体内插设有进水管；

两个支撑柱的顶部固定连接有水平的顶板，所述顶板的底部位于所述两个支撑柱之间的位置设置有沿竖直方向运动的电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的底部连接有橡胶板，所述橡胶板的底部设置有密封所述透明箱的开口的密封槽；

所述橡胶板的顶部位于所述电动伸缩杆的一侧设置有盒体，所述盒体内设置有升降电机，所述橡胶板的底部上与所述盒体相对的位置设置有定位槽，所述定位槽内设置有电磁铁，所述电磁铁的底部吸附有重力实验块，所述电磁铁的顶部通过贯穿所述橡胶板的升降拉绳与所述升降电机连接；

所述橡胶板的顶部位于所述电动伸缩杆的另一侧设置有抽气装置，所述抽气装置连接有多个透明抽气管，每个透明抽气管竖直穿过所述橡胶板并外露在所述橡胶板的底部，且每个透明抽气管外露部分的外表面上设置有刻度线，每个透明抽气管内设置有弹簧，每个弹簧的底部通过连接绳连接有浮力实验球，多个浮力实验球的密度不同；

在所述电动伸缩杆推动所述橡胶板沿竖直方向向下运动时，所述橡胶板底部的一圈密封槽密封所述透明箱的开口，且所述橡胶板与所述隔板之间具有间隙，所述重力实验块位于所述第一箱体内的上部，所述多个浮力实验球分别位于所述第二箱体内的上部。

优选的，所述抽气装置为抽气泵，所述进水管上设置有流量控制阀。

优选的，所述底座的前侧设置有控制所述电动伸缩杆的第一控制按钮及控制所述抽气装置的第二控制按钮。

优选的，所述底座的前侧还设置有控制所述电磁铁的第三控制按钮，所述第三控制按钮与所述第一控制按钮及所述第二控制按钮并排设置。

优选的，所述第一箱体的侧壁上设置有高度刻度线，所述第二箱体的侧壁上设置有容积刻度线。

优选的，所述第一箱体内的底部设置有橡胶底板，所述橡胶底板内设置有压力传感器；

所述底座的前侧还设置有计时器及控制器，所述控制器为单片机；

所述控制器在所述第三控制按钮断开时控制所述计时器开始计时，所述控制器在所述压力传感器检测到所述重力实验块的压力时控制所述计时器停止计时。

优选的，所述第一箱体的内壁上设置有用于检测所述透明箱内的空气密度的空气密度传感器，所述底座的前侧还设置有警示器；

所述控制器在所述空气密度传感器检测到所述透明箱内的空气密度为0时，控制所述警示器发出警示。

优选的，所述警示器为蜂鸣报警器。

优选的，所述盒体的顶部设置有控制所述升降电机的第四控制按钮。

本实用新型的有益效果是：本申请提出的高中物理实验模拟装置可以在真空的实验环境下进行重力加速度及浮力的模拟实验，可以有效降低模拟实验的误差，有助于模拟实验的教学。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的高中物理实验模拟装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的高中物理实验模拟装置做模拟实验时的第一结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的高中物理实验模拟装置做模拟实验时的第二结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的高中物理实验模拟装置做模拟实验时的第三结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的透明抽气管的局部放大结构示意图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参阅图1～图5，图1是本实用新型实施例提供的高中物理实验模拟装置的结构示意图；图2是本实用新型实施例提供的高中物理实验模拟装置做模拟实验时的第一结构示意图；图3是本实用新型实施例提供的高中物理实验模拟装置做模拟实验时的第二结构示意图；图4是本实用新型实施例提供的高中物理实验模拟装置做模拟实验时的第三结构示意图；图5是本实用新型实施例提供的透明抽气管的局部放大结构示意图。

本实用新型提供了一种高中物理实验模拟装置，该高中物理实验模拟装置包括：底座1，设置在所述底座1上且上端开口的透明箱2以及位于所述透明箱2两侧并分别竖直固定在所述底座1上的支撑柱3；其中，

所述透明箱2内设置有竖直的隔板4，所述隔板4将所述透明箱2分为第一箱体5和第二箱体6，其中，所述第二箱体6内插设有进水管7；

两个支撑柱3的顶部固定连接有水平的顶板8，所述顶板8的底部位于所述两个支撑柱3之间的位置设置有沿竖直方向运动的电动伸缩杆9，所述电动伸缩杆9的底部连接有橡胶板10，所述橡胶板10的底部设置有密封所述透明箱2的开口的密封槽11；

所述橡胶板10的顶部位于所述电动伸缩杆9的一侧设置有盒体12，所述盒体12内设置有升降电机13，所述橡胶板10的底部上与所述盒体12相对的位置设置有定位槽14，所述定位槽14内设置有电磁铁15，所述电磁铁15的底部吸附有重力实验块16，所述电磁铁15的顶部通过贯穿所述橡胶板10的升降拉绳17与所述升降电机13连接；

所述橡胶板10的顶部位于所述电动伸缩杆9的另一侧设置有抽气装置18，所述抽气装置18连接有多个透明抽气管19，每个透明抽气管19竖直穿过所述橡胶板10并外露在所述橡胶板10的底部，且每个透明抽气管19外露部分的外表面上设置有刻度线20，每个透明抽气管19内设置有弹簧21，每个弹簧21的底部通过连接绳22连接有浮力实验球23，多个浮力实验球23的密度不同；

在所述电动伸缩杆9推动所述橡胶板10沿竖直方向向下运动时，所述橡胶板10底部的一圈密封槽11密封所述透明箱2的开口，且所述橡胶板10与所述隔板4之间具有间隙，所述重力实验块16位于所述第一箱体5内的上部，所述多个浮力实验球23分别位于所述第二箱体6内的上部。

本实用新型的有益效果是：本申请提出的高中物理实验模拟装置可以在真空的实验环境下进行重力加速度及浮力的模拟实验，可以有效降低模拟实验的误差，有助于模拟实验的教学。

为了方便理解本实用新型实施例提供的高中物理实验模拟装置，下面结合具体的实施例对其进行详细的描述。

继续参考图1～图5，本实用新型提供了一种高中物理实验模拟装置，该高中物理实验模拟装置包括一个底座1，在底座1上设置有一个上端开口的透明箱2，在底座1上位于透明箱2的两侧分别固定设置有竖直的支撑柱3。其中，如图1-4所示，透明箱2内设置有竖直的隔板4，隔板4将透明箱2分为第一箱体5和第二箱体6，其中，第二箱体6内插设有进水管7。

继续参考图1-图4，两个支撑柱3的顶部固定连接有水平的顶板8，顶板8的底部位于两个支撑柱3之间的位置设置有沿竖直方向运动的电动伸缩杆9，电动伸缩杆9的底部连接有橡胶板10，橡胶板10的底部设置有密封透明箱2的开口的密封槽11。

在橡胶板10的顶部位于电动伸缩杆9的一侧设置有盒体12，盒体12内设置有升降电机13，橡胶板10的底部上与盒体12相对的位置设置有定位槽14，定位槽14内设置有电磁铁15，电磁铁15的底部吸附有重力实验块16，电磁铁15的顶部通过贯穿橡胶板10的升降拉绳17与升降电机13连接。电磁铁15通过升降拉绳17实现上下运动。

此外，在橡胶板10的顶部位于电动伸缩杆9的另一侧设置有抽气装置18，抽气装置18连接有多个透明抽气管19，如图5所示，每个透明抽气管19竖直穿过橡胶板10并外露在橡胶板10的底部，且每个透明抽气管19外露部分的外表面上设置有刻度线20，每个透明抽气管19内设置有弹簧21，每个弹簧21的底部通过连接绳22连接有浮力实验球23，在本实施例中，多个浮力实验球23的密度不同。

具体的，在电动伸缩杆9推动橡胶板10沿竖直方向向下运动时，橡胶板10底部的一圈密封槽11密封透明箱2的开口，且橡胶板10与隔板4之间具有间隙，重力实验块16位于第一箱体5内的上部，多个浮力实验球23分别位于第二箱体6内的上部。具体设置时，本实施例中的抽气装置18为抽气泵，进水管7上还设置有流量控制阀24。底座1的前侧设置有控制电动伸缩杆9的第一控制按钮25及控制抽气装置18的第二控制按钮26。底座1的前侧还设置有控制电磁铁15的第三控制按钮27，第三控制按钮27与第一控制按钮25及第二控制按钮26并排设置。盒体12的顶部设置有控制升降电机13的第四控制按钮36。

需要进一步说明的是，在密封槽11密封透明箱2的开口后，通过开启第二控制按钮26控制抽气装置18抽掉透明箱2内的空气，使透明箱2内成为真空的实验环境，在做重力加速度实验和浮力实验时，偏差更小，将实验误差降至最低，使模拟实验的教学更加规范。

在真空环境下的透明箱2内，如图2-3所示，通过开启第四控制按钮36，升降电机13通过升降拉绳17带动电磁铁15在竖直方向运动，可以在不同高度上对重力加速度进行验证。此外，如图4所示，在进行重力加速度实验后，还可以通过升降电机13将电磁铁15下降到合适位置重新吸附重力实验块16，方便下次实验的进行。另外，通过进水管7向第二箱体6内注入清水，随着注入清水的增加，通过刻度线20可以清楚的观察弹簧21的变化，直观的反应多个浮力实验球23随着注入清水量的不断增多而受到的清水的浮力的变化。

为了在透明箱2内实现真空时提醒实验可以开始，在第一箱体5的内壁上设置有用于检测透明箱2内的空气密度的空气密度传感器34，底座1的前侧还设置有警示器35，警示器35为蜂鸣报警器。控制器33在空气密度传感器34检测到透明箱2内的空气密度为0时，控制警示器35发出警示。

为了使实验有数据可依，在第一箱体5的侧壁上设置有高度刻度线28，第二箱体6的侧壁上设置有容积刻度线29。另外，在第一箱体5内的底部设置有橡胶底板30，橡胶底板30内设置有压力传感器31；底座1的前侧还设置有计时器32及控制器33，控制器33为单片机；控制器33在第三控制按钮27断开时控制计时器32开始计时，控制器33在压力传感器31检测到重力实验块16的压力时控制计时器32停止计时。

在本实施例中，需要特别说明的是，控制器33在空气密度传感器34检测到透明箱2内的空气密度为0时控制警示器35发出警示，以及控制器33在第三控制按钮27断开时控制计时器32开始计时，控制器33在压力传感器31检测到重力实验块16的压力时控制计时器32停止计时，均为现有技术中常用的技术手段，在此不再赘述。

通过上述描述可以看出，本申请提出的高中物理实验模拟装置可以在真空的实验环境下进行重力加速度及浮力的模拟实验，可以有效降低模拟实验的误差，有助于模拟实验的教学。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。