多功能持續(xù)性平拋運動軌跡演示儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型一般涉及一種物理實驗裝置，特別是演示平拋運動軌跡所用的演示實驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在高中物理教學(xué)中，平拋運動是一個教學(xué)重點，它屬于運動的合成與分解知識的延伸，而我們知道將物體以一定的水平初速度拋出，物體在只受重力的作用下所做的曲線運動，我們稱之為平拋運動。像平拋運動這樣一個復(fù)雜的曲線運動，對于高中生來說，要直接對曲線運動進行分析還是存在著很大的困難，因此采取對平拋運動進行分解，把其分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向上的自由落體運動。為了達到在物理教學(xué)中研究平拋運動規(guī)律、觀察平拋物體運動軌跡、驗證平拋運動是水平向前的勻速直線運動和垂直向下的自由落體運動的合成運動，已設(shè)計有多種試驗儀器。
[0003]在現(xiàn)有的平拋運動實驗儀器中，多采用單個小球來實現(xiàn)平拋運動，這些演示儀器有很大的缺點就是演示過程太短，小球的運動過程和運動軌跡不能清晰的呈現(xiàn)在學(xué)生面前，這對學(xué)生理解平拋運動軌跡和運動特點非常困難。當然也有能夠記錄下小球運動軌跡的的專利發(fā)明，如專利申請?zhí)枮?01210063530.1的專利，利用磁力鋼球做平拋運動時磁力經(jīng)過軌跡圖形板，利用磁性相吸的原理記錄平拋運動物體的運動軌跡，再在儀器外框架上面開槽取出軌跡圖形板，這樣就可以看見鋼球運動軌跡。該項專利發(fā)明確實做到了軌跡再現(xiàn)的目的，但是實驗原理過于復(fù)雜，學(xué)生很難理解其中的原理，這就會讓學(xué)生去懷疑這條軌跡到底是不是平拋小球真實的運動軌跡。再如專利申請?zhí)枮?00510111108.9的專利發(fā)明，在拋體的選擇上選擇了水，且在噴頭處選擇安裝角度調(diào)節(jié)器，這樣就可以通過調(diào)節(jié)噴頭的角度來分別演示平拋運動和斜拋運動，雖然該項發(fā)明的演示效果很好，但是對于軌跡的描繪來說卻顯得很麻煩，另外該項發(fā)明采用的是從一固定的水箱里放水，不補充，那么隨著水流的不斷流出，水壓就會不斷的減小，水流拋射出去的初速度就會不斷的減小，相應(yīng)的拋體的運動軌跡也會發(fā)生相應(yīng)的改變，因此用這種儀器來演示平拋運動的軌跡實驗誤差就會很大，只能做定性演示。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是要克服公知技術(shù)的缺點，提供一個演示性強，直觀的多功能持續(xù)性平拋運動軌跡演示儀。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的方案為:多功能持續(xù)性平拋運動軌跡演示儀，由水箱，水箱一面開有多個噴嘴，坐標板，水槽構(gòu)成，水箱為豎直安裝，坐標板垂直固定在水箱安裝噴嘴的一面，并安裝在噴嘴的后面，從噴嘴噴出的拋物線水流能清晰地展現(xiàn)在作為背景的坐標板上，坐標板為一個扁平的矩形盒，面板上畫有縱橫坐標線，矩形盒一個在上的水平邊，及相鄰的側(cè)邊均開有滑槽，每一個滑槽上均安裝有一激光筆，在水槽內(nèi)裝有潛水栗，給水箱供水。
[0006]采用上述方案，既能清楚、直觀的演示平拋物體的拋物線形成過程，實現(xiàn)了本實用新型的目的。
[0007]下面結(jié)合圖示及實施例對方案作更詳細的說明。
【附圖說明】
[0008]圖1為多功能持續(xù)性平拋運動軌道演示儀立體圖。
[0009]圖示說明:1水槽，2橡膠管，3潛水栗，4坐標板，5水平激光器，6滑槽，7有機板，8豎直激光器，9軌跡線，10溢水孔，11噴水管，12豎直水箱，13顏料水。
【具體實施方式】
[0010]如圖1所示，有一由有機玻璃板粘合而成的水槽1，水槽尺寸設(shè)計為60X 30X 25cm，在靠近水槽1的左邊緣安裝一同樣是由有機玻璃板粘合而成的豎直水箱13，水箱尺寸設(shè)計為10 X 20 X 60cm，在豎直水箱13的右側(cè)靠近底端的位置開一小孔并在孔中粘一塑料管，橡膠管2 —端連接塑料管上，另一端連接于水槽1底部的潛水栗3上，通過潛水栗3可向豎直水箱12連續(xù)提供水源。在豎直水箱12的正面接近頂端5cm的位置從上到下，每隔5cm，依次開三個溢水孔10，用于調(diào)整豎直水箱13內(nèi)水面的高度進而調(diào)節(jié)噴水壓力。在豎直水箱12的右側(cè)中心位置，距頂端10cm的位置從上到上到下，每隔5cm，依次水平安裝長度為3cm、外徑1cm，內(nèi)徑0.2cm的有機玻璃管作為噴水管11，噴水孔和溢水孔都要配備相應(yīng)的堵頭。在噴水管的后面，豎直安裝坐標板4，坐標板設(shè)計尺寸為40X60cm，在坐標板的上端和右側(cè)分別安裝中間帶開口槽有機板7，再將激光筆5，8用蝶形螺母安裝在開口槽上，激光筆可沿開口槽左右滑動和上下滑動以調(diào)節(jié)激光筆的位置，方便在拋體運動軌跡上找點，與坐標板配合就可確定該點的坐標。使用時首先將所有的溢水孔和噴水管都用相應(yīng)的堵頭堵住，然后打開潛水栗的電源開關(guān)，將水槽1中的顏料水抽向豎直水箱12，待豎直水箱的水面接近最頂端的溢水孔時，打開頂端的溢水孔堵頭，當頂端的溢水孔開始向外溢水的時候表示豎直水箱的液面高度已維持恒定，此時打開頂端的第一個噴水管，當水噴出時噴出的水柱就是平拋運動的軌跡線，此時調(diào)整水平激光器和豎直激光器，使得水平激光、豎直激光以及水柱三者交于一點時，就可記錄下該點此時的坐標位置。由于有溢水孔和潛水栗的配合使用，能夠很好的使豎直水箱內(nèi)液面高度保持不變，這也就保證了顏料水拋出時的水平初速度一直不變。改變噴水的噴頭，將最上端的噴頭堵住，改用第二個噴頭，水壓增大這樣就相當于改變了拋體的初速度，當然也可以不改變出水的噴頭的高度，而改變溢水孔的高度，同樣可以起到改變拋體初速度的目的。
【主權(quán)項】
1.多功能持續(xù)性平拋運動軌跡演示儀，由水箱(13)，水箱一面開有多個噴嘴，坐標板(4)，水槽(1)構(gòu)成，其特征在于:水箱為豎直安裝，坐標板垂直固定在水箱安裝噴嘴的一面，并安裝在噴嘴的后面，從噴嘴噴出的拋物線水流能清晰地展現(xiàn)在作為背景的坐標板上，坐標板為一個矩形盒，面板上畫有縱橫坐標線，矩形盒一個在上的水平邊，及相鄰的側(cè)邊均開有滑槽，每一個滑槽上均安裝有一激光筆(5、8 )，在水槽內(nèi)裝有潛水栗(3 )，給水箱供水。
【專利摘要】本實用新型公開了多功能持續(xù)性平拋運動軌跡演示儀，由水箱（13），水箱一面開有多個噴嘴，坐標板（4），水槽（1）構(gòu)成，水箱為豎直安裝，坐標板垂直固定在水箱安裝噴嘴的一面，并安裝在噴嘴的后面，從噴嘴噴出的拋物線水流能清晰地展現(xiàn)在作為背景的坐標板上，坐標板為一個矩形盒，面板上畫有縱橫坐標線，矩形盒一個在上的水平邊，及相鄰的側(cè)邊均開有滑槽，每一個滑槽上均安裝有一激光筆（5、8），在水槽內(nèi)裝有潛水泵（3），給水箱供水。本實用新型既能清楚、直觀的演示平拋物體的拋物線形成過程。
【IPC分類】G09B23/10
【公開號】CN204990899
【申請?zhí)枴緾N201520444089
【發(fā)明人】代偉, 謝春茂, 黃軍, 羅薇, 李燕秋, 馬蘭
【申請人】西華師范大學(xué)
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年6月26日