一种多功能力学实验教学仪的制作方法

本发明涉及教学用具，具体是一种多功能力学实验教学仪。

背景技术：

1、高中物理实验往往需要做很多力学实验，如验证机械能守恒定律、验证动量守恒定律、研究平抛运动轨迹、测当地重力加速度等。目前每个力学实验均对应一套单独的实验用具，大多数实验用具均为通过观察小球的运动来得出试验数据与定律，导致多套实验用具之间出现器材的重复，造成资源的浪费，而且实验用具过多，占用储存空间，取放不方便。

2、同时，在传统教材中，验证碰撞中动量守恒实验时，需要用到大小相同的而质量不同的两个小球，并要求入射小球质量大于被碰小球质量，对小球的质量有限制，只能验证大质量小球去碰小质量小球的情况，无法使人完全信服，同时入射小球还会与支撑被碰小球的立柱发生碰撞，影响实验结果，而将两个小球放到同一个轨道上，又会存在摩擦力对试验数据的影响。

3、为此，我们设计了一款多功能的教学用具，通过简单的拆装组合，使一款教学用具便可进行多种力学实验教学，减少了实验用具的所需数量，使用方便，同时采用悬挂方式实现入射小球的运动，以及使被碰小球的高度可调，来使两个小球能够发生碰撞，避免了原实验中所存在的碰柱问题、质量限制问题以及摩擦问题，使实验更有普遍性，精确度高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种多功能力学实验教学仪，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种多功能力学实验教学仪，包括实验台，实验台上方设置有半圆仪板，半圆仪板前侧活动设置有可沿半圆仪板边缘处运动的摆球，半圆仪板弧形边缘处均匀设置有多个用于监测摆球瞬时速度的光电门，实验台上设置有可拆卸的伸缩杆以坐标板，伸缩杆上端放置有与摆球对应的平抛球，坐标板设置于摆球与半圆仪板之间。

4、作为本发明进一步的优选方案：半圆仪板上端中心处固定设置有圆心横杆，圆心横杆上设置有拉线，拉线下端与摆球固定连接。

5、作为本发明再进一步的优选方案：圆心横杆上开设有两个穿孔，拉线两端穿过两个穿孔后与摆球连接。

6、作为本发明再进一步的优选方案：圆心横杆上设置有位于两个穿孔之间的调位螺栓，调位螺栓贯穿圆心横杆并与圆心横杆螺纹连接，拉线上端搭设于调位螺栓上端。

7、作为本发明再进一步的优选方案：伸缩杆上下两端分别固定设置有平板以及底座，底座放置于实验台上，平抛球放置于平板上端。

8、作为本发明再进一步的优选方案：实验台上开设有卡槽，坐标板下端插设于卡槽内。

9、作为本发明再进一步的优选方案：实验台上端设置有位于卡槽前侧的水平刻度。

10、作为本发明再进一步的优选方案：半圆仪板的前侧设置有高度标线。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

12、通过半圆仪板、摆球、平抛球以及坐标板的配合，可通过小球的运动实现多种力学实验的教学，通过拆装伸缩杆以及坐标板，可实现单个不同力学实验的教学，使用携带方便，灵活性高，避免了使用多个教学用具而造成的资源浪费问题；

13、通过设置调位螺栓以及伸缩杆，可根据实验要求灵活调整摆球以及平抛球的高度，便于测量多种实验数据，便于教学；

14、在进行动量守恒实验时，使用了可调的伸缩杆，使平抛球位置可调，由于放置平抛球的平台很小，即保证了两个小球的正碰，又避免了原实验中的碰柱问题，保证了实验的准确度；

15、在进行动量守恒实验时，由于摆球采用了悬挂方式，使两个小球在碰撞过程中均不受摩擦力，避免了原实验中的摩擦力带来的影响；

16、在进行验证动量守恒实验时，用手机录像功能录像，再利用回放慢放功能，确定入射小球碰后摆起的最大角度（碰前已经记录初始角度），根据机械能守恒算出碰前碰后速度，因此对两个小球的质量大小没有要求，突破了原实验中入射小球质量必须大于被碰小球质量的要求限制，实验更有普遍性；

17、吊起摆球的拉线为双摆线，对比单线摆，双线摆摆球动更稳定，避免出现其他方向的晃动，保证了两个小球的正碰，试验数据更加准确。

18、综上，该教学仪通过半圆仪板、伸缩杆及坐标板的配合，通过对摆球以及平抛球的运动记录，能够实现多个不同的力学实验教学，具体是：验证机械能守恒，验证动量守恒，测当地重力加速度（本装置业可改装成标准单摆），研究平抛运动轨迹（利用坐标板）。灵活性高，使用携带方便，减少了实验用具的所需数量，同时克服了传统动量守恒实验中所存在的问题，提高了实验的准确度与普遍性。

技术特征：

1.一种多功能力学实验教学仪，包括实验台（1），其特征在于，所述实验台（1）上方设置有半圆仪板（2），半圆仪板（2）前侧活动设置有可沿半圆仪板（2）边缘处运动的摆球（4），所述半圆仪板（2）弧形边缘处均匀设置有多个用于监测摆球（4）瞬时速度的光电门（3），所述实验台（1）上设置有可拆卸的伸缩杆（10）以及坐标板（12），伸缩杆（10）上端放置有与摆球（4）对应的平抛球（9），坐标板（12）设置于摆球（4）与半圆仪板（2）之间。

2.根据权利要求1所述的一种多功能力学实验教学仪，其特征在于，所述半圆仪板（2）上端中心处固定设置有圆心横杆（6），圆心横杆（6）上设置有拉线（5），拉线（5）下端与摆球（4）固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种多功能力学实验教学仪，其特征在于，所述圆心横杆（6）上开设有两个穿孔（15），所述拉线（5）两端穿过两个穿孔（15）后与摆球（4）连接。

4.根据权利要求3所述的一种多功能力学实验教学仪，其特征在于，所述圆心横杆（6）上设置有位于两个穿孔（15）之间的调位螺栓（7），调位螺栓（7）贯穿圆心横杆（6）并与圆心横杆（6）螺纹连接，所述拉线（5）上端搭设于调位螺栓（7）上端。

5.根据权利要求1所述的一种多功能力学实验教学仪，其特征在于，所述伸缩杆（10）上下两端分别固定设置有平板（17）以及底座（16），底座（16）放置于实验台（1）上，平抛球（9）放置于平板（17）上端。

6.根据权利要求1所述的一种多功能力学实验教学仪，其特征在于，所述实验台（1）上开设有卡槽（14），所述坐标板（12）下端插设于卡槽（14）内。

7.根据权利要求6所述的一种多功能力学实验教学仪，其特征在于，所述实验台（1）上端设置有位于卡槽（14）前侧的水平刻度（13）。

8.根据权利要求1所述的一种多功能力学实验教学仪，其特征在于，所述半圆仪板（2）的前侧设置有高度标线（8）。

技术总结
本发明公开了一种多功能力学实验教学仪，属于教学用具技术领域。该教学仪包括实验台，实验台上方设置有半圆仪板，半圆仪板前侧活动设置有可沿半圆仪板边缘处运动的摆球，半圆仪板弧形边缘处均匀设置有多个用于监测摆球瞬时速度的光电门，实验台上设置有可拆卸的伸缩杆以及坐标板，伸缩杆上端放置有与摆球对应的平抛球，坐标板设置于摆球与半圆仪板之间，该教学仪通过半圆仪板、伸缩杆及坐标板的配合，通过对摆球以及平抛球的运动记录，能够实现多个不同的力学实验教学，灵活性高，使用携带方便，减少了实验用具的所需数量。

技术研发人员：程志强,刘晶,高致强,于承霖,曲林,刘玉娟
受保护的技术使用者：程志强
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13