本發(fā)明涉及一種玩具領(lǐng)域裝置，尤其是一種可以讓孩子在娛樂時(shí)候?qū)W習(xí)物理知識(shí)的牛頓第二定律教學(xué)益智玩具。

背景技術(shù)：

牛頓第二定律是指動(dòng)量為的質(zhì)點(diǎn)，在外力的作用下，其動(dòng)量隨時(shí)間的變化率同該質(zhì)點(diǎn)所受的外力成正比，并與外力的方向相同；用公式表達(dá)為：

根據(jù)動(dòng)量的定義，

若質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量不隨時(shí)間變化(即)，則質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度的大小同作用在該質(zhì)點(diǎn)上的外力的大小成正比，加速度的方向和外力的方向相同；用公式表達(dá)為：

通俗講，牛頓第二定律是指物體的加速度跟物體所受的合外力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。公式：F合＝ma(單位：N(牛)或者千克米每二次方秒)。

目前，關(guān)于本專利，公知的技術(shù)構(gòu)造公開的牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)裝置，需要用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來計(jì)算時(shí)間，操作復(fù)雜且對(duì)于操作能力比較弱的小朋友而言難度很大，并且牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)裝置成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有的技術(shù)存在的不足,本發(fā)明提供一種牛頓第二定律教學(xué)益智玩具，該牛頓第二定律教學(xué)益智玩具可以讓孩子在娛樂時(shí)候?qū)W習(xí)物理知識(shí)，通過具體是實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)與理論計(jì)算的數(shù)值對(duì)比驗(yàn)證牛頓第二定律。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：本發(fā)明包括質(zhì)量球、質(zhì)量支撐桿、質(zhì)量提示牌、升降桿齒、加速度標(biāo)記底板、升降輪軸、升降輪、升降桿、牽引線、固定桿、固定輪、施力砝碼、砝碼固定板、施力提示牌、砝碼存放柜、質(zhì)量球存放盤、升降輪夾。

加速度標(biāo)記底板上標(biāo)記有加速度數(shù)值；加速度標(biāo)記底板標(biāo)記低數(shù)值的一側(cè)設(shè)有質(zhì)量支撐桿，質(zhì)量支撐桿上設(shè)有質(zhì)量提示牌用于提示，質(zhì)量支撐桿上放置有質(zhì)量球；加速度標(biāo)記底板標(biāo)記高數(shù)值的一側(cè)設(shè)有加速度提示牌，加速度提示牌外側(cè)設(shè)有升降桿，升降桿外側(cè)從上到下設(shè)有升降桿齒，所述的升降桿齒齒頭向下；升降桿的升降桿齒齒槽內(nèi)放置有升降輪軸，所述的升降輪軸與其外周的升降輪固定；升降桿頂端設(shè)有升降輪夾，升降輪夾可以夾持升降輪用來固定升降輪的高度位置；升降桿背向加速度標(biāo)記底板標(biāo)記低數(shù)值的一側(cè)設(shè)有固定桿，所述的固定桿上設(shè)有固定輪，固定桿背向加速度標(biāo)記底板標(biāo)記低數(shù)值的一側(cè)設(shè)有桿件，該桿件頂部設(shè)有用于存放施力砝碼的砝碼存放柜，該桿件中部設(shè)有砝碼固定板，所述的砝碼固定板下部設(shè)有施力提示牌，所述的砝碼固定板上部放置有施力砝碼；所述的施力砝碼與質(zhì)量球通過牽引線繞固定輪和升降輪的輪外周連接。

在一個(gè)優(yōu)選或可選地實(shí)施例中，所述的支撐桿的高度為1米。

在一個(gè)優(yōu)選或可選地實(shí)施例中，所述的升降桿的高度為1米。

在一個(gè)優(yōu)選或可選地實(shí)施例中，支撐桿的一側(cè)設(shè)有桿件，該桿件上設(shè)有質(zhì)量球存放盤。

在一個(gè)優(yōu)選或可選地實(shí)施例中，所述的質(zhì)量球材質(zhì)為鋼。

在一個(gè)優(yōu)選或可選地實(shí)施例中，所述的加速度標(biāo)記底板標(biāo)記的數(shù)值為加速度，單位為米每秒平方。

在一個(gè)優(yōu)選或可選地實(shí)施例中，質(zhì)量球上標(biāo)記有其自身的物理質(zhì)量。

在一個(gè)優(yōu)選或可選地實(shí)施例中，施力砝碼上標(biāo)記有自身受到物理重力。

本發(fā)明的有益效果是，可以讓孩子在娛樂時(shí)候?qū)W習(xí)物理知識(shí)，通過具體是實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)與理論計(jì)算的數(shù)值對(duì)比驗(yàn)證牛頓第二定律、而且本發(fā)明操作簡(jiǎn)單、成本低。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是牛頓第二定律教學(xué)益智玩具實(shí)施例的構(gòu)造圖。

圖2是牛頓第二定律教學(xué)益智玩具升降桿實(shí)施例的構(gòu)造圖。

圖中

1、質(zhì)量球

2、質(zhì)量支撐桿

3、質(zhì)量提示牌

4、升降桿齒

5、加速度標(biāo)記底板

6、升降輪軸

7、升降輪

8、升降桿

9、牽引線

10、固定桿

11、固定輪

12、施力砝碼

13、砝碼固定板

14、施力提示牌

15、砝碼存放柜

16、質(zhì)量球存放盤

17、升降輪夾

具體實(shí)施方式

在圖1-2所示實(shí)施例中，本發(fā)明包括質(zhì)量球1、質(zhì)量支撐桿2、質(zhì)量提示牌3、升降桿齒4、加速度標(biāo)記底板5、升降輪軸6、升降輪7、升降桿8、牽引線9、固定桿10、固定輪11、施力砝碼12、砝碼固定板13、施力提示牌14、砝碼存放柜15、質(zhì)量球存放盤16、升降輪夾17。加速度標(biāo)記底板5上標(biāo)記有加速度數(shù)值；加速度標(biāo)記底板5標(biāo)記低數(shù)值的一側(cè)設(shè)有質(zhì)量支撐桿2，質(zhì)量支撐桿2上設(shè)有質(zhì)量提示牌3用于提示，質(zhì)量支撐桿2上放置有質(zhì)量球1；加速度標(biāo)記底板5標(biāo)記高數(shù)值的一側(cè)設(shè)有加速度提示牌，加速度提示牌外側(cè)設(shè)有升降桿8，升降桿8外側(cè)從上到下設(shè)有升降桿齒4，所述的升降桿齒4齒頭向下；升降桿8的升降桿齒4齒槽內(nèi)放置有升降輪軸6，所述的升降輪軸6與其外周的升降輪7固定；升降桿8頂端設(shè)有升降輪夾17，升降輪夾17可以夾持升降輪7用來固定升降輪7的高度位置；升降桿8背向加速度標(biāo)記底板5標(biāo)記低數(shù)值的一側(cè)設(shè)有固定桿10，所述的固定桿10上設(shè)有固定輪11，固定桿10背向加速度標(biāo)記底板5標(biāo)記低數(shù)值的一側(cè)設(shè)有桿件，該桿件頂部設(shè)有用于存放施力砝碼12的砝碼存放柜15，該桿件中部設(shè)有砝碼固定板13，所述的砝碼固定板13下部設(shè)有施力提示牌14，所述的砝碼固定板13上部放置有施力砝碼12；所述的施力砝碼12與質(zhì)量球1通過牽引線9繞固定輪11和升降輪7的輪外周連接；所述的支撐桿2的高度為1米；所述的升降桿8的高度為1米；支撐桿2的一側(cè)設(shè)有桿件，該桿件上設(shè)有質(zhì)量球存放盤16；所述的質(zhì)量球1材質(zhì)為鋼；所述的加速度標(biāo)記底板5標(biāo)記的數(shù)值為加速度，單位為米每秒平方；質(zhì)量球1上標(biāo)記有其自身的物理質(zhì)量；施力砝碼12上標(biāo)記有自身受到物理重力。

在具體實(shí)施時(shí)，支撐桿2和升降桿8的高度為1米，依據(jù)伽利略的自由落體實(shí)驗(yàn)可以計(jì)算出任何質(zhì)量的物體從1米高度落下的時(shí)間約為0.452秒；首先施力砝碼12與質(zhì)量球1通過牽引線9繞固定輪11和升降輪7的輪外周連接，其中，質(zhì)量球1和升降輪7的幾何尺寸忽略不計(jì)，當(dāng)釋放施力砝碼12使其做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，同時(shí)釋放夾持升降輪7的升降輪夾17，升降輪7和施力砝碼12都在做自由落體運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量球1做豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的同時(shí)也在水平方向受到牽引線9施加的數(shù)值為施力砝碼12重力的拉力，從而也在水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，而且運(yùn)動(dòng)時(shí)間為0.452秒，并落在加速度標(biāo)記底板5標(biāo)記的數(shù)值上。

假設(shè)質(zhì)量球1的質(zhì)量為m，假設(shè)牛頓第二定律F(力)與m(質(zhì)量)的比值為a(加速度)，那么當(dāng)質(zhì)量球1落下后水平移動(dòng)的距離s(設(shè)為s)應(yīng)當(dāng)是0.5*a*0.452*0.452米，可以計(jì)算當(dāng)已知做勻加速運(yùn)動(dòng)物體從靜止運(yùn)動(dòng)s米時(shí)，其本身的加速度應(yīng)該為9.8s，單位為米每秒平方，所以為了便于實(shí)驗(yàn)加速度標(biāo)記底板5標(biāo)記的數(shù)值為加速度a也就是約為9.8s，單位為米每秒平方；所以在具體實(shí)驗(yàn)時(shí)，小朋友可以先用牛頓第二定律F(力)與m(質(zhì)量)的比值為a(加速度)計(jì)算出a，然后與在加速度標(biāo)記底板5標(biāo)記的數(shù)值對(duì)比來驗(yàn)證牛頓第二定律即物體的加速度跟物體所受的合外力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。公式：F合＝ma(單位：N(牛)或者千克米每二次方秒)。

上述本發(fā)明所公開的任一技術(shù)方案除另有聲明外，如果其公開了數(shù)值范圍，那么公開的數(shù)值范圍均為優(yōu)選的數(shù)值范圍，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解：優(yōu)選的數(shù)值范圍僅僅是諸多可實(shí)施的數(shù)值中技術(shù)效果比較明顯或具有代表性的數(shù)值。由于數(shù)值較多，無法窮舉，所以本發(fā)明才公開部分?jǐn)?shù)值以舉例說明本發(fā)明的技術(shù)方案，并且，上述列舉的數(shù)值不應(yīng)構(gòu)成對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造保護(hù)范圍的限制。

同時(shí)，上述本發(fā)明如果公開或涉及了互相固定連接的零部件或結(jié)構(gòu)件，那么，除另有聲明外，固定連接可以理解為：能夠拆卸地固定連接(例如使用螺栓或螺釘連接)，也可以理解為：不可拆卸的固定連接(例如鉚接、焊接)，當(dāng)然，互相固定連接也可以為一體式結(jié)構(gòu)(例如使用鑄造工藝一體成形制造出來)所取代(明顯無法采用一體成形工藝除外)。

另外，上述本發(fā)明公開的任一技術(shù)方案中所應(yīng)用的用于表示位置關(guān)系或形狀的術(shù)語除另有聲明外其含義包括與其近似、類似或接近的狀態(tài)或形狀。本發(fā)明提供的任一部件既可以是由多個(gè)單獨(dú)的組成部分組裝而成，也可以為一體成形工藝制造出來的單獨(dú)部件。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。