專利名稱：平拋運動軌跡顯示物理教學(xué)實驗儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型發(fā)明屬于中學(xué)高中物理實驗教學(xué)平拋運動軌跡顯示裝置儀器結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在高中物理教學(xué)中，平拋運動是一個十分重要的內(nèi)容。所謂平拋運動，就是將物體用一定的初速度沿水平方向拋出，不考慮空氣阻力物體只在重力作用下所做的運動，叫做平拋運動。在平拋運動中，物體受到與速度方向成角度的重力作用，所以做曲線運動。平拋運動可以分解為水平方向和豎直方向上的兩個分運動.在水平方向(也就是在初速度方向)上物體不受力，物體由于慣性而做勻速直線運動，速度等于平拋物體的初速度。在豎直方向上物體受到重力的作用，并且初速度為零，物體做自由落體運動。平拋物體在任一時刻的位置坐標(biāo)χ和y。取水平方向為χ軸，正方向與初速度ν的方向相同，取豎直方向為y軸，正方向向下，取拋出點為坐標(biāo)原點，加速度方向與y軸正方向相同，所以是正值，即a = g，物體在任何時刻t的位置坐標(biāo)可以由下面的公式求出χ = v0t y = - gt2
"2·根據(jù)以上兩式可知，平拋運動的軌跡是一條拋物線。如果平拋運動的軌跡能夠隨著作平拋運動的物體而顯示并固定下來，那么就可利用其軌跡對平拋運動進(jìn)行定性研究。 很久以來，人們都在探索研究使平拋運動軌跡顯示的方法?，F(xiàn)有的平拋運動軌跡顯示物理教學(xué)實驗儀通常采用的是利用大頭針釘在平面板上，讓通過導(dǎo)槽的鋼球所作的平拋運動逐次碰掉大頭針，然后將所有碰掉大頭針的點用畫筆標(biāo)注出來，形成一個鋼球所作的平拋運動軌跡。這種方式存在的缺陷是，要一次一次地拋鋼球，一次一次地碰掉大頭針，過程繁瑣， 不利教學(xué)；而且在鋼球作平拋運動的過程中，由于鋼球與大頭針的碰撞不可能每次都是正碰，其運動軌跡并不是固定的，由于碰撞的影響，鋼球所作的平拋運動并不是一次完成的， 所描繪的軌跡是失真的。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的正是為了克服上述現(xiàn)有的平拋運動軌跡顯示的缺陷，而提供一種平拋運動軌跡自動顯示的方法，過程簡要、運動軌跡正確、清晰、固定，方便收接鋼球的平拋運動軌跡顯示物理教學(xué)實驗儀。本實用新型的目是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。平拋運動軌跡顯示物理教學(xué)實驗儀，其特征是，包括平面板和用于支撐平面板的支架，安裝在平面板上的導(dǎo)槽和用于在導(dǎo)槽作平拋的鋼球，以及導(dǎo)槽口下貼在平面板上的坐標(biāo)紙，并在平面板上安裝導(dǎo)槽的端面設(shè)有高度標(biāo)尺，在鋼球的表面吸附有激光打印碳粉。本實用新型在導(dǎo)槽口平拋鋼球的下方位于坐標(biāo)紙下部的平面板上設(shè)置有弧形接球槽。[0010]本實用新型在平面板的高度標(biāo)尺旁固定有鋼球儲存桶用于放置鋼球。本實用新型采用激光打印碳粉放入儲存桶內(nèi)(可用激光打印機更換碳粉時粉倉內(nèi)遺留的廢碳粉)，放入鋼球?qū)ζ溥M(jìn)行著粉染色，用攝子將染過色的鋼球從儲存桶夾起來，放入平拋運動軌跡顯示物理教學(xué)實驗儀的不銹鋼導(dǎo)槽中，讓其自由滾下，當(dāng)小鋼球從不銹鋼導(dǎo)槽水平出口滾出后，在豎直平面內(nèi)做平拋運動，同時，在平拋運動軌跡顯示物理教學(xué)實驗儀平面板的直角坐標(biāo)紙上，顯示出小鋼球作平拋運動的軌跡。本實用新型的有益效果是，平拋運動軌跡顯示物理教學(xué)實驗儀能夠?qū)⑺鞯钠綊佭\動規(guī)則、簡要、軌跡正確、清晰、、固定、鋼球方便收接。本實用新型儀器拋出鋼球以后，鋼球在豎直平面內(nèi)一次完成平拋運動，其運動軌跡隨著鋼球的運動進(jìn)程自動顯示在坐標(biāo)紙上，儀器設(shè)有接住鋼球的弧形槽裝置，使鋼球不掉地亂滾，拾找麻煩。
以下結(jié)合附圖及實施例進(jìn)一步闡述本實用新型內(nèi)容。

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為在坐標(biāo)紙上平拋運動軌跡顯示示意圖。
具體實施方式
見圖1，圖2，將木質(zhì)平面板1按基本垂直于地面用鋁合金三角支架2支撐，導(dǎo)槽3 采用不銹鋼材料，導(dǎo)槽3采用薄鋁條和小螺釘固定在平面板1上，其導(dǎo)槽口的位置基本保證鋼球邊沿與平面板平齊。采用直徑為約為IOmm的小鋼球9作為平拋物體，先將小鋼球放入裝有激光打印炭粉的儲存桶4內(nèi)，用鑷子攪拌小鋼球使其著粉染色，吸附炭粉，再用攝子將染過色的小鋼球夾起來，放入不銹鋼導(dǎo)槽3中，讓小球從相對于不銹鋼導(dǎo)槽出口為一定高度h的位置沿導(dǎo)槽3自由滾下，高度h可從高度標(biāo)尺7上測得。當(dāng)小鋼球從不銹鋼導(dǎo)槽水平線8出口處滾
出后以初速度Vtl做平拋運動，其初速度ν。由mgh = # Hiv02公式確定，式中m為小鋼球質(zhì)量，
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g為當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，h為小鋼球在導(dǎo)槽中開始下落時與水平出口間的相對高度(小鋼球與不銹鋼導(dǎo)槽之間的摩擦可忽略)，同時在坐標(biāo)紙上顯示出平拋運動的軌跡。通過軌跡曲線， 結(jié)合坐標(biāo)紙6定位定標(biāo)，從而對平拋運動進(jìn)行定量研究。在鋼球做平拋運動后下落到弧形接球槽5內(nèi)，弧形接球槽5上翹的兩端使鋼球不會滾出槽外，方便拾取。
權(quán)利要求1.平拋運動軌跡顯示物理教學(xué)實驗儀，其特征是，包括平面板(1)和用于支撐平面板的支架(2)，安裝在平面板上的導(dǎo)槽(3)和用于在導(dǎo)槽作平拋的鋼球(9)，以及導(dǎo)槽口下貼在平面板上的坐標(biāo)紙(6)，并在平面板上安裝導(dǎo)槽的端面設(shè)有高度標(biāo)尺(7)；在鋼球(9)的表面吸附有激光打印碳粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平拋運動軌跡顯示物理教學(xué)實驗儀，其特征是，在導(dǎo)槽口平拋鋼球的下方位于坐標(biāo)紙下部的平面板上設(shè)置有弧形接球槽(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平拋運動軌跡顯示物理教學(xué)實驗儀，其特征是，在平面板的高度標(biāo)尺旁固定有鋼球儲存桶(4 )用于放置鋼球(9 )。
專利摘要平拋運動軌跡顯示物理教學(xué)實驗儀，本實用新型包括平面板和用于支撐平面板的支架，安裝在平面板上的導(dǎo)槽和用于在導(dǎo)槽作平拋的鋼球，以及導(dǎo)槽口下貼在平面板上的坐標(biāo)紙，并在平面板上安裝導(dǎo)槽的端面設(shè)有高度標(biāo)尺。本實用新型具有所作的平拋運動規(guī)則、簡要、軌跡正確、清晰、鋼球方便收接的優(yōu)點。
文檔編號G09B23/10GK202167167SQ201120275198
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月1日
發(fā)明者岳俊洋, 沙育年, 王周坐, 王昆林 申請人:王昆林