專利名稱：立體式牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)演示儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種物理實(shí)驗(yàn)演示儀的改進(jìn)，尤其是一種立體式牛頓第二定律實(shí) 驗(yàn)演示儀。
背景技術(shù)：
在高中物理和大學(xué)物理教材中研究牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置，是在一塊水平光滑 木板上，水平并排放置兩輛完全相同的小車，木板的一端安裝有兩個定滑輪，另一端固定有 兩個電磁打點(diǎn)計(jì)時器，小車的一端用細(xì)線繞過定滑輪拴有鉤碼牽引，小車的另一端用細(xì)繩 拴有紙帶，紙帶穿過電磁打點(diǎn)計(jì)時器。該演示實(shí)驗(yàn)裝置存在的不足一是兩車在同一水平 面上運(yùn)動，不便于學(xué)生觀察對比；二是實(shí)驗(yàn)裝置要求用夾子夾住或松開拴有紙帶的繩子，人 工控制兩輛小車的運(yùn)動，打開夾子，兩車同時運(yùn)動，關(guān)閉夾子，試圖使兩車同時靜止，操作困 難；三是小車與紙帶運(yùn)動不在一條直線上，造成打點(diǎn)計(jì)時器的紙帶略微向外傾斜，所打的點(diǎn) 偏離原來位置，致使兩車發(fā)生位移的測試偏差較大；四是夾子平放在木板上，使夾口處比水 平繩子高度低，致使細(xì)繩向下凹，夾子張開時，繩子會發(fā)生振動，影響其水平移動，造成實(shí)驗(yàn) 誤差；五是未考慮實(shí)驗(yàn)裝置的摩擦因素，實(shí)驗(yàn)誤差大。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服上述存在的不足，提供一種方便學(xué)生對比觀察、操作簡 單、誤差小的立體式牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)演示儀。本實(shí)用新型通過如下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型包括框體、小車、打點(diǎn)計(jì)時器組成。其特征在于所述的框體由上平板、下平板、蓋板和左擋板、右擋板構(gòu)成，為上下兩
層結(jié)構(gòu)。所述的上平板、下平板采用木板或塑料板制作，其上表面光滑平整，前、后側(cè)面印 刷有刻度線。所述的左、右擋板上均開設(shè)有內(nèi)表面光滑的小圓孔，右擋板的右側(cè)面較粗糙。所述的打點(diǎn)計(jì)時器分別固定在上平板、下平板的右側(cè)靠近右擋板處，其上安裝有 紙帶，紙帶由細(xì)繩拴在小車的右側(cè)面上。所述的小車殼體采用金屬材料制作，上下排列，分別放置在上平板、下平板上，兩 小車的運(yùn)動情況便于觀察對比。所述的小車的左側(cè)面由細(xì)繩分別穿過左擋板上的小圓孔及固定在框體左側(cè)的定 滑輪栓有鉤碼，定滑輪滑道的上象限點(diǎn)與左擋板上對應(yīng)的圓孔的中心及其對應(yīng)小車左側(cè)的 系繩點(diǎn)對應(yīng)等高。所述的小車的右側(cè)設(shè)有尼龍絲線，尼龍絲線穿過右擋板上的圓孔，兩端分別拴在 小車的右側(cè)面上，系點(diǎn)分別與右擋板上的對應(yīng)圓孔中心對應(yīng)等高，小車向左運(yùn)動，尼龍線被 拉直的瞬間，兩小車同時靜止，保證了兩小車運(yùn)動的等時性。[0013]所述的小車的右側(cè)還設(shè)有電磁控制裝置。所述的電磁控制裝置包括電磁鐵、懸臂、開關(guān)、滑動變阻器、電源。所述的電磁鐵通過懸臂分別并排安裝在蓋板和上平板的底面，懸臂的位置可左右 調(diào)整；電磁鐵并聯(lián)后與開關(guān)、滑動變阻器、電源順次連接，實(shí)驗(yàn)時把兩小車都拉到電磁鐵處， 合上開關(guān)，電磁鐵產(chǎn)生強(qiáng)磁，小車被吸住而靜止，斷開開關(guān)，電磁鐵磁性消失，小車在鉤碼 的牽引下同時向左運(yùn)動，打點(diǎn)計(jì)時器開始工作。所述的開關(guān)、滑動變阻器、電源設(shè)在蓋板的上方。本實(shí)用新型的有益效果在于該立體式牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)演示儀，小車上下并排 放置，運(yùn)動情況便于觀察對比；小車的運(yùn)動采用電磁鐵控制，制動由尼龍線控制，保證了小 車運(yùn)動的同時性和等時性，操作簡單，容易實(shí)現(xiàn)；定滑輪滑道的上象限點(diǎn)與左擋板上圓孔的 中心及其小車左側(cè)的兩系繩點(diǎn)等高，小車右側(cè)尼龍線的系點(diǎn)與右擋板上的圓孔中心等高， 避免了摩擦所造成的實(shí)驗(yàn)誤差；小車、紙帶在同一條直線上運(yùn)動，避免了紙帶位移的偏差。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型電磁控制裝置的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
參照附圖1、2制作本實(shí)用新型。本實(shí)用新型包括框體、小車2、2’、打點(diǎn)計(jì)時器4、4’組成。其特征在于所述的框體 由上平板1、下平板1’、蓋板7和左擋板5、右擋板5’構(gòu)成，為上下兩層結(jié)構(gòu)。上平板1、下 平板1’采用木板或塑料板制作，其上表面光滑平整，前、后側(cè)面印刷有刻度線。左擋板5上 開設(shè)有內(nèi)表面光滑的小圓孔I6a、6b，右擋板5’上開設(shè)有內(nèi)表面光滑的小圓孔II6c、6d，右 擋板5’的右側(cè)面較粗糙。打點(diǎn)計(jì)時器4、4’分別固定在上平板1、下平板1’的右側(cè)靠近右 擋板5’處，其上安裝有紙帶，紙帶由細(xì)繩拴在小車的右側(cè)。小車2、2’殼體采用金屬材料制 作，上下排列，分別并排放置在上平板1、下平板1’上，兩小車的運(yùn)動情況便于觀察對比。小 車2、2’的左側(cè)面由細(xì)繩13、13’分別穿過左擋板5上的小圓孔I6a、6b及固定在框體左側(cè) 的定滑輪14、14’栓有鉤碼，定滑輪14、14’滑道的上象限點(diǎn)分別與圓孔I6a、6b的中心及其 小車2、2’左側(cè)的兩系繩點(diǎn)對應(yīng)等高。小車2、2’的右側(cè)設(shè)有尼龍絲線12，尼龍絲線12穿過 右擋板5’上的圓孔II6c、6d，兩端分別拴在小車2、2’的右側(cè)面上，系點(diǎn)分別與右擋板5’上 的圓孔II6c、6d中心對應(yīng)等高，小車2、2’向左運(yùn)動，尼龍線12被拉直的瞬間，兩小車同時 靜止，保證了兩小車2、2’運(yùn)動的等時性。小車2、2’的右側(cè)設(shè)有電磁控制裝置，包括電磁鐵 3、3’、懸臂11、11’、開關(guān)8、滑動變阻器9、電源10。電磁鐵3、3’通過懸臂11、11’分別并排 安裝在蓋板7和上平板1的底面，懸臂11、11’的位置可左右調(diào)整；電磁鐵3、3’并聯(lián)后與開 關(guān)8、滑動變阻器9、電源10順次連接，實(shí)驗(yàn)時把兩小車2、2’都拉到電磁鐵3、3’處，合上開 關(guān)8，電磁鐵3、3’產(chǎn)生強(qiáng)磁，小車2、2’被吸住而靜止，斷開開關(guān)8，電磁鐵3、3’磁性消失， 小車2、2’在鉤碼的牽引下同時向左運(yùn)動，打點(diǎn)計(jì)時器4、4’開始工作。開關(guān)8、滑動變阻器 9、電源10設(shè)在蓋板7的上方。
權(quán)利要求1.一種立體式牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)演示儀，由框體、小車(2、2’)、打點(diǎn)計(jì)時器0、4’)組 成，其特征在于所述的框體由上平板(1)、下平板(1’)、蓋板(7)和左擋板(5)、右擋板(5，) 構(gòu)成，為上下兩層結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體式牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)演示儀，其特征在于所述的上平板 (1)、下平板(1’ )采用木板或塑料板制作，其上表面光滑平整，前、后側(cè)面印刷有刻度線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體式牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)演示儀，其特征在于所述的左擋板 (5)上開設(shè)有內(nèi)表面光滑的小圓孔I(6a、6b)，右擋板(5’ )上開設(shè)有內(nèi)表面光滑的小圓孔 II(6c、6d)，右擋板(5’ )的右側(cè)面較粗糙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體式牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)演示儀，其特征在于所述的小車 0、2’)采用金屬材料制作，上下排列，分別放置在上平板(1)、下平板(1’)上，兩小車的運(yùn) 動情況便于觀察對比。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體式牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)演示儀，其特征在于所述的小車 (2,2')的左側(cè)由細(xì)繩(13、13’ )分別穿過左擋板(5)上的小圓孔I(6a、6b)及固定在框體 左側(cè)的定滑輪(14、14’)栓有鉤碼，定滑輪(14、14’)滑道的上象限點(diǎn)分別與圓孔I(6a、6b) 的中心及其小車(2、2’ )左側(cè)的兩系繩點(diǎn)等高。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體式牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)演示儀，其特征在于所述的小車 (2、2’ )的右側(cè)設(shè)有尼龍絲線(12)，尼龍絲線(12)穿過右擋板(5’ )上的圓孔II(6c、6d)， 兩端分別拴在小車0、2’)的右側(cè)面上，系點(diǎn)分別與右擋板(5，)上的圓孔II(6c、6d)中心 等高，小車0、2’)向左運(yùn)動，尼龍線(12)被拉直的瞬間，小車同時靜止，保證了兩小車(2、 2’ )運(yùn)動的等時性。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體式牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)演示儀，其特征在于所述的小車 (2,2')的右側(cè)還設(shè)有電磁控制裝置，電磁控制裝置包括電磁鐵(3、3’)、懸臂(11、11’)、開 關(guān)(8)、滑動變阻器(9)、電源(10)，所述的電磁鐵(3、3’ )通過懸臂(11、11’ )分別并排安 裝在蓋板(7)和上平板⑴的底面。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種立體式牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)演示儀，由框體、小車、打點(diǎn)計(jì)時器組成，框體為上下兩層結(jié)構(gòu)，小車上下并排放置在框體結(jié)構(gòu)中，運(yùn)動情況便于觀察對比；小車的運(yùn)動采用電磁鐵控制，制動由尼龍線控制，保證了小車運(yùn)動的同時性和等時性，操作簡單，容易實(shí)現(xiàn)；定滑輪滑道的上象限點(diǎn)與左擋板上圓孔的中心及其小車左側(cè)的兩系繩點(diǎn)等高，小車右側(cè)尼龍線的系點(diǎn)與右擋板上的圓孔中心等高，避免了摩擦所造成的實(shí)驗(yàn)誤差；小車、紙帶在同一條直線上運(yùn)動，避免了紙帶位移的偏差。該實(shí)用新型是一種對比觀察方便、操作簡單、誤差小的實(shí)驗(yàn)裝置。
文檔編號G09B23/10GK201853395SQ20102013861
公開日2011年6月1日 申請日期2010年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月23日
發(fā)明者王光軍 申請人:王光軍