專利名稱：能量轉(zhuǎn)化演示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種教學(xué)演示裝置，具體的講，涉及一種用來在中學(xué)物理課教學(xué)中用來演示能量轉(zhuǎn)換的演示裝置。
背景技術(shù)：
在高中物理教學(xué)中讓學(xué)生掌握“各種能量可以相互轉(zhuǎn)化”這一觀點是十分必要的，尤其是上海高中物理教材的“序言”和“機械能”兩個章節(jié)中都要求教師在課堂上演示各種能量相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系。做好這個演示實驗，不但可以幫助學(xué)生理解“各種能量可以相互轉(zhuǎn)化”這個十分重要的觀點，同時可以引起學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)的濃厚興趣和強烈的求知欲，對于一個學(xué)生來說，這個實驗是非常必要的。但是目前國內(nèi)還沒有生產(chǎn)出類似的實驗裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提供一種能量轉(zhuǎn)化演示裝置，該裝置非常生動形象直觀的演示了物體的動能、重力勢能、聲能、光能、電能等各種能量形式的相互轉(zhuǎn)化。
為了達到上述目的，本發(fā)明采用了下述技術(shù)方案一種能量轉(zhuǎn)化演示裝置，在一底板上順次設(shè)置一豎直平面圓周軌道、一模擬行星運動軌道、一水平面圓周軌道、一碰撞軌道、數(shù)個多米諾骨牌、一聲光轉(zhuǎn)換裝置及三個鋼球；所述豎直平面圓周軌道設(shè)置一位于該裝置最高點的進口端及一低于該進口端的出口端，該出口端與模擬行星運動軌道的外圓周相切且從出口端拋出的鋼球能沿模擬行星軌道的外圓周切向方向落入；所述模擬行星運動軌道的出口端正對水平面圓周軌道的進口端，且該進口端與水平面成一斜角，水平面圓周軌道的出口端連接一放置兩個緊挨鋼球的碰撞軌道；所述碰撞軌道的出口端處放置數(shù)個可被從出口端出來的鋼球碰倒的多米諾骨牌，且在最后一個多米諾骨牌處設(shè)置一可被骨牌碰到而啟閉的聲光轉(zhuǎn)換裝置開關(guān)。
聲光轉(zhuǎn)換裝置為并聯(lián)連接的一發(fā)光二極管與一發(fā)聲器。
模擬行星運動軌道為一漏斗。
本發(fā)明的有益效果在于該能量轉(zhuǎn)化演示裝置利用固定軌道使物體在豎直平面內(nèi)做圓周運動、斜拋運動、模擬行星運動、在水平面內(nèi)做圓周運動、彈性碰撞和骨牌能量傳遞等運動，非常生動形象直觀的向?qū)W生演示了物體的動能、重力勢能、聲能、光能、電能等各種能量形式的相互轉(zhuǎn)化，對于學(xué)生消化理解能量轉(zhuǎn)化關(guān)系有很大的幫助，且本裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、可拆卸，體積小，便于教師攜帶，不需調(diào)試，便于推廣。


圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖。
附圖標號說明
1-底板 2-豎直平面圓周軌道3-模擬行星運動軌道 4-水平面圓周軌道5-碰撞軌道 6-多米諾骨牌7-聲光轉(zhuǎn)換裝置開關(guān) 8-聲光轉(zhuǎn)換裝置9-發(fā)光二級管 10-發(fā)聲器11-支架12-鋼球具體實施方式

下面結(jié)合

與具體實施方式

對本發(fā)明做進一步說明如圖1所示，一種能量轉(zhuǎn)化演示裝置，在一底板1上順次設(shè)置一豎直平面圓周軌道2、一模擬行星運動軌道3、一水平面圓周軌道4、一碰撞軌道5、數(shù)個多米諾骨牌6、一聲光轉(zhuǎn)換裝置8及三個鋼球12；上述軌道2、3、4、5可以為金屬圓管或者半圓形的金屬凹槽或者兩根平行鐵絲繞制。豎直平面圓周軌道2設(shè)置一位于該能量轉(zhuǎn)化演示裝置最高點的進口端及一低于該進口端的出口端，該出口端與模擬行星運動軌道3的外圓周相切且從出口端拋出的鋼球12能沿模擬行星運動軌道3的外圓周切向方向處落入，所述模擬行星運動軌道3可以為一漏斗。這樣，鋼球12從位于最高點的進口端沿軌道滾下時，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，從稍低于進口端的出口端拋出時，正好沿漏斗的敞口端的圓周切向方向落入，從而保證鋼球12能夠在漏斗內(nèi)有足夠長時間做模擬行星運動，不至于使鋼球12落入漏斗后即從漏斗的中間出口端出去；所述模擬行星運動軌道3的出口端正對水平面圓周軌道4的進口端，且該進口端與水平面成一斜角，因為模擬行星運動軌道3內(nèi)出來的鋼球12的勢能、動能基本消耗掉了，設(shè)置進口端與水平面成一斜角，可以使鋼球12在滾下時的勢能轉(zhuǎn)化為動能，從而碰撞放置在碰撞軌道5上的兩個緊挨鋼球12；這樣，就會有一個鋼球獲得動能，從碰撞軌道5的出口端處沖出，碰撞軌道5的出口端處放置數(shù)個多米諾骨牌6，從出口端出來的鋼球12碰倒該多米諾骨牌6，碰到聲光轉(zhuǎn)換裝置開關(guān)7，從而啟動聲光轉(zhuǎn)換裝置8，使其發(fā)出聲音并發(fā)出亮光，聲光轉(zhuǎn)換裝置8為并聯(lián)連接的一發(fā)光二極管9與一發(fā)聲器10。
本實驗裝置的演示過程是首先，將兩個鋼球12擺放在碰撞軌道5上，另一個鋼球12擺放在豎直軌道2的進口端處，然后將鋼球12輕輕的推下軌道2。這時鋼球12就會沿軌道2做豎直平面的圓周運動，從其出口端拋出做斜拋運動，并落到模擬行星運動軌道3中，做類似行星運動，直到速度減為零時，從模擬行星運動軌道3容器底面的小孔出來落到水平軌道4上作圓周運動，在經(jīng)過碰撞軌道5時，與另外兩個小球12做彈性碰撞而停止運動。此時末端的小球12因獲得能量而運動，并從軌道運動出去與骨牌6相撞，把能量傳遞給最后一塊骨牌，最后一塊骨牌倒下時會觸動聲光開關(guān)7，聲、光同時被啟動，實現(xiàn)電、聲、光的轉(zhuǎn)化。
本實驗裝置所有的零部件都安裝在底板1上，豎直平面圓周軌道2、模擬行星運動軌道3、水平面圓周軌道4、碰撞軌道5、聲光轉(zhuǎn)換裝置8都用螺絲固定在支架11上，所有支架11都用螺絲與底板1相連。多米諾骨牌6直接擺放在底板1上，聲電開關(guān)7插在底板1的凹槽內(nèi)。聲光轉(zhuǎn)換裝置是把一個發(fā)光二極管9并聯(lián)在發(fā)聲器10上，然后安裝在用有機玻璃做的盒子里。模擬行星運動軌道3是由塑料制成的漏斗。本實驗的底板可以用木材、金屬、塑料等材料制成，其長、寬在30-50厘米之間；水平軌道可用金屬、塑料、木材、有機玻璃等材料制成，其半徑在5-100厘米之間；支架用金屬、塑料、木材等制成，它可以用螺絲、膠粘、捆綁的方式與軌道相連；聲光轉(zhuǎn)換裝置8可以用生日卡或音樂卡里的發(fā)聲器制作。
本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例是如圖1所示的裝置。底板1是由30cm×50cm的木板制成，裝置的高度40cm；鋼球直徑為2cm，豎直軌道2、水平軌道4、碰撞軌道5由兩根直徑0.25cm銅絲平行繞制，豎直圓周軌道、水平圓周軌道直徑分別為10cm、12cm，兩條軌道之間用同樣粗細的半圓形銅絲焊接；支架11由直徑0.4cm的銅絲制成，模擬行星運動軌道3由直徑為10cm的塑料漏斗充當(dāng)。多米諾骨牌6用5cm×3cm×0.5cm的有機玻璃制成；聲光轉(zhuǎn)換裝置8是把一個發(fā)光二極管9并聯(lián)在一個生日賀卡的發(fā)聲器10上，然后用膠粘接在有機玻璃板上而制成的。
權(quán)利要求
1.一種能量轉(zhuǎn)化演示裝置，在一底板(1)上順次設(shè)置一豎直平面圓周軌道(2)、一模擬行星運動軌道(3)、一水平面圓周軌道(4)、一碰撞軌道(5)、數(shù)個多米諾骨牌(6)、一聲光轉(zhuǎn)換裝置(8)及三個鋼球(12)，其特征在于所述豎直平面圓周軌道(2)設(shè)置一位于該裝置最高點的進口端及一低于該進口端的出口端，該出口端與模擬行星運動軌道(3)的外圓周相切且從出口端拋出的鋼球(12)能沿模擬行星運動軌道(3)的外圓周切向方向落入；所述模擬行星運動軌道(3)的出口端正對水平面圓周軌道(4)的進口端，且該進口端與水平面成一斜角，水平面圓周軌道(4)的出口端連接一放置兩個緊挨鋼球(12)的碰撞軌道(5)；所述碰撞軌道(5)的出口端處放置數(shù)個可被從出口端出來的鋼球(12)碰倒的多米諾骨牌(6)，且在最后一個多米諾骨牌(6)處設(shè)置一可被骨牌(6)碰到而啟閉的聲光轉(zhuǎn)換裝置開關(guān)(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能量轉(zhuǎn)化演示裝置，其特征在于所述聲光轉(zhuǎn)換裝置(8)為并聯(lián)連接的一發(fā)光二極管(9)與一發(fā)聲器(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能量轉(zhuǎn)化演示裝置，其特征在于所述模擬行星運動軌道(3)為一漏斗。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能量轉(zhuǎn)化演示裝置，在豎直平面圓周軌道設(shè)置一位于該裝置最高點的進口端及一低于該進口端的出口端，該出口端與模擬行星運動軌道的外圓周相切且從出口端拋出的鋼球能沿模擬行星軌道的外圓周切向方向落入；模擬行星運動軌道的出口端正對水平面圓周軌道的進口端，且該進口端與水平面成一斜角，水平面圓周軌道的出口端連接一放置兩個緊挨鋼球的碰撞軌道；碰撞軌道的出口端處放置數(shù)個可被從出口端出來的鋼球碰倒的多米諾骨牌，且在最后一個多米諾骨牌處設(shè)置一可被骨牌碰到而啟閉的聲光轉(zhuǎn)換裝置開關(guān)。該裝置可以非常生動形象地演示物體的各種能量的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。
文檔編號G09B23/06GK1845210SQ20061002580
公開日2006年10月11日 申請日期2006年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月18日
發(fā)明者姚成興, 蔡文學(xué), 周禮邦 申請人:上海市嘉定區(qū)第二中學(xué)