一种斜面小球碰撞物块实验教学装置的制作方法

1.本实用新型涉及教学用具技术领域，特别涉及一种斜面小球碰撞物块实验教学装置。


背景技术：

2.目前，物理学是一门实验的科学，离开了物理实验，物理学就不能得到发展，物理教学的质量也得不到提高。因此在物理教学中重视实验教学这一环节，让学生亲自动手完成实验，加强学生的实践能力。
3.在浙教版初中科学第五册的功能概念知识点中让学生做两个实验：1、让同一个小钢球从斜面上不同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下，比较木块被小钢球推出的距离大小；2、让不同质量的小钢球从斜面相同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下，比较木块被小钢球推出的距离大小。
4.申请号为cn205384796u的中国实用新型专利公开了一种中学生物理实验模拟装置，包括固定座，其特征是在固定座下侧设有支撑腿，支撑腿中间设有支撑高度调节器，支撑高度调节器外侧设有调节防滑纹，支撑腿下侧设有固定脚，固定座前侧设有水平指示器，固定座上侧设有横向固定架，横向固定架上侧设有横向固定滑槽，横向固定架右侧设有实验控制器，其缺点在于：1、小车每次滑下时因放手姿势差异导致不同会干扰实验数据；2、小车滑下时发生的位置偏移，使得撞击木块的角度不同，从而造成实验误差。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种斜面小球碰撞物块实验教学装置，具有操作简便、实验误差小、实验结果直观的特点。
6.本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种斜面小球碰撞物块实验教学装置，包括基板、设置在所述基板上的倾斜轨道板、连接在所述倾斜轨道板较低一端的水平轨道板、设置在所述倾斜轨道板较高一端的小球控制机构、设置在所述倾斜轨道板和所述水平轨道板上的滚动槽、沿所述滚动槽内移动的撞击小球、与所述水平轨道板相连的滑行板以及活动设置在所述滑行板上的撞击块。
7.作为优选，所述水平轨道板与所述滑行板的连接处设置有阻挡框。
8.作为优选，所述阻挡框呈向上拱起的圆弧结构。
9.作为优选，所述水平轨道板的尾端设置有调节座，所述调节座上设置有竖直的调节孔，所述阻挡框的两端插设在所述调节孔内，所述调节座上设置有用于调节所述阻挡框高度的第一调节螺钉。
10.作为优选，所述滑行板上设置有供所述撞击块滑行的滑道。
11.作为优选，所述小球控制机构包括设置在所述倾斜轨道板背面的控制座、通过铰轴安装在所述控制座上的控制臂、设置在所述控制臂端面的弧形阻挡部以及驱动所述控制臂向上或向下摆动的驱动元件，所述滚动槽内设置有贯穿所述水平轨道板的通槽，所述控
制臂活动设置在所述通槽内。
12.作为优选，所述倾斜轨道板背面设置有滑动槽，所述控制座可移动地安装在所述滑动槽内，所述控制座上设置有用于调节所述控制座位置的第二调节螺钉。
13.作为优选，所述驱动元件包括设置在所述控制座的驱动电机、设置在所述驱动电机输出轴上的驱动齿轮以及设置在所述铰轴上并与驱动齿轮啮合的从动齿轮。
14.本实用新型的有益效果：
15.1、本实用新型能够直观的对比观测到实验结果，方便学生观察；
16.2、撞击小球通过小球控制机构控制，可保证二个质量和大小不同的撞击小球滚落的初始位置高度保持一致且能同时开始滚落，提高实验数据的精确性；
17.3、撞击小球在撞击撞击块后被阻挡框拦住，不会干扰撞击块滑动的距离，提高实验数据的精确性；
18.4、小球控制机构的位置可沿滑动槽移动，方便调节撞击小球的初始位置高度，便于进行二个质量和大小相同的撞击小球由不同高度位置同时滚落后碰撞物块的对比实验。
附图说明
19.图1是本实用新型实施例的立体结构示意图；
20.图2是本实用新型实施例的正视图；
21.图3是本实用新型实施例中小球控制机构的结构示意图；
22.图4是图2中a-a处的剖视图；
23.图中：1-基板，2-倾斜轨道板，3-水平轨道板，301-滚动槽，302-通槽，303-滑动槽，4-滑行板，401-滑道，5-撞击小球，6-小球控制机构，601-控制座，602-控制臂，603-弧形阻挡部，604-铰轴，605-驱动电机，606-驱动齿轮，607-从动齿轮，7-撞击块，8-阻挡框，9-调节座，10-第一调节螺钉，11-第二调节螺钉，12-定位压板。
具体实施方式
24.以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
25.本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后，可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
26.实施例：
27.如图1和图2所示，一种斜面小球碰撞物块实验教学装置，包括基板1、设置在基板1上的倾斜轨道板2、连接在倾斜轨道板2较低一端的水平轨道板3、设置在倾斜轨道板2较高一端的小球控制机构6、设置在倾斜轨道板2和水平轨道板3上的滚动槽301、沿滚动槽301内移动的撞击小球5、与水平轨道板3相连的滑行板4以及活动设置在滑行板4上的撞击块7。
28.水平轨道板3为水平地固定在基板1上，倾斜轨道板2呈倾斜地固定在基板1两侧的侧板上，其中倾斜轨道板2的倾斜角度为30-60
°
，倾斜轨道板2与水平轨道板3铰接，具体可根据需求自行调整倾斜角度。在本实施例中倾斜轨道板2为固定角度45
°
。
29.其中一块侧板上设置水平刻度线，该刻度线位于滑行板4一侧，用于测量撞击块7的移动距离；在倾斜轨道板2的二个滚动槽301中间的倾斜轨道板2位置处设置刻度线，用于
确定撞击小球5开始滚落的初始位置。
30.水平轨道板3与滑行板4的连接处设置有阻挡框8，阻挡框8呈向上拱起的圆弧结构。当撞击小球5与撞击块7发生碰撞后，阻挡框8阻止撞击小球5的继续滚动，防止撞击小球5干扰撞击块滑动的距离，提高实验数据的精确性。
31.水平轨道板3的尾端设置有调节座9，调节座9上设置有竖直的调节孔，阻挡框8的两端插设在调节孔内，调节座9上设置有用于调节阻挡框8高度的第一调节螺钉10。第一调节螺钉10螺接在调节座9上并顶在阻挡框8的位于调节孔内的部分。当采用直径较小的撞击小球5时，阻挡框8向下调整，减小阻挡框8与水平轨道板3之间的距离，使撞击小球5刚好能够接触撞击块7而不会穿过阻挡框8；当采用直径较大的撞击小球5时，阻挡框8向上调整，增大阻挡框8与水平轨道板3之间的距离，使撞击小球5刚好能够接触撞击块7而不会穿过阻挡框8。
32.滑行板4上设置有供撞击块7滑行的滑道401，滑道401的宽度略大于撞击块7的宽度。
33.在本实施例中，水平轨道板3和水平轨道板3上设置有两条平行的滚动槽301，每条滚动槽301均放置有撞击小球5；相应地，撞击块7数量为相同质量和相同大小的两块，两块撞击块7分别在对应的滑道401滑行。
34.滚动槽301的横截面形状为圆弧形或者v形，在本实施例中滚动槽301的横截面形状为圆弧形。
35.如图3所示，小球控制机构6包括设置在倾斜轨道板2背面的控制座601、通过铰轴604安装在控制座601上的控制臂602、设置在控制臂602端面的弧形阻挡部603以及驱动控制臂602向上或向下摆动的驱动元件。滚动槽301内设置有贯穿水平轨道板3的通槽302，控制臂602活动设置在通槽302内。驱动元件包括设置在所述控制座601的驱动电机605、设置在驱动电机605输出轴上的驱动齿轮606以及设置在铰轴604上并与驱动齿轮606啮合的从动齿轮607。
36.在初始阶段，驱动电机605带动驱动齿轮606顺时针转动，此时从动齿轮607与铰轴604发生逆时针转动，从而使得控制臂602向上摆动，使得弧形阻挡部603穿过通槽302摆动至滚动槽301内，从而阻止滚动槽301内的撞击小球5向下滚动。在实验阶段，驱动电机605带动驱动齿轮606逆时针转动，此时从动齿轮607与铰轴604发生顺时针转动，从而使得控制臂602向下摆动，解除对撞击小球5的控制，使得撞击小球5在重力作用下沿着滚动槽301往下滚动而撞击撞击块7。
37.如图4所示，倾斜轨道板2背面设置有滑动槽303，控制座601可移动地安装在滑动槽303内，控制座601上设置有用于调节控制座601位置的第二调节螺钉11，第二调节螺钉11螺接在控制座601上，其中第二调节螺钉11套装有定位压板12，在定位时，第二调节螺钉11的螺帽将定位压板12压在滑动槽303端部，通过定位压板12与滑动槽303端部之间的摩擦力对控制座601进行定位，控制控制座601在倾斜轨道板2的位置高度，从而控制撞击小球5的初始位置高度。其中小球控制机构6共有两组，两组的驱动电机605由同一电源连接和同一开关控制，以让两组的撞击小球5从各自的初始位置同时滚落，有利于对比观察。另外，每组小球控制机构6均可单独调整其位置，从而方便单独调整各个撞击小球5的初始位置高度，以更好的满足根据实验目的确定各个撞击小球5初始位置高度的要求，便于进行二个质量
和大小相同的撞击小球由不同高度位置同时滚落后碰撞物块的对比实验。