專利名稱：軌道小車演示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新型教學(xué)裝置，該裝置以兩種不同的方式探究動能定理，能夠從重力勢能轉(zhuǎn)化為動能和彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能這兩種不同的方式探究動能定理，更能體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的目的性。
背景技術(shù)：
目前，公知的軌道小車演示器的構(gòu)造由軌道、小車和砝碼桶三部分組成，軌道的材質(zhì)是鋁型材，其一端固定有塑料架。電火花計(jì)時(shí)器裝在塑料凹槽架上，用固定螺桿將其固定。用傾角調(diào)節(jié)螺桿調(diào)節(jié)軌道的斜度，以平衡摩擦力。軌道的另一端裝有捕捉小車的導(dǎo)軸及引導(dǎo)牽引線的滑輪，牽引線連接小車與砝碼桶，其端部裝有小鉤，可方便地鉤住小車。紙帶通過電火花計(jì)時(shí)器放電針，連接到小車尾部紙帶夾上，用滾紋螺母壓緊。小車車箱上有6 個圓柱孔，可放入砝碼。小車后面裝有紙帶夾，可固定紙帶。車頭裝有能與軌道尾部導(dǎo)軸相配合的制動卡和制動卡的按鈕，當(dāng)小車行駛到軌道末端時(shí)被導(dǎo)軸捕獲后，按下按鈕，沿軌道將小車向后退，即可將小車從導(dǎo)軸中取出。其不足是只能從重力勢能轉(zhuǎn)化為動能的方式探究動能定理，不能從彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能的方式探究動能定理，而且小車在實(shí)驗(yàn)開始前的靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)需要用手保持，實(shí)驗(yàn)時(shí)不能得到很好的止動和釋放，加大了實(shí)驗(yàn)誤差。而公知的探究彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能的動能定理演示器的構(gòu)造是兩顆釘子平行的釘在木板上，將木板一端墊起，形成一個斜面，以平衡摩擦力。橡皮筋栓在兩顆釘子上，紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連接到小車。用手拉動小車，橡皮筋被拉伸到一定長度，松手后小車在橡皮筋的作用下彈出，在木板上滑行。第一次先用一條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測出小車獲得的速度。換用2根、3根、4根…同樣的橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，并將橡皮筋拉伸的長度都和第一次相同，依此獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)探究動能定理。其不足是實(shí)驗(yàn)時(shí)用手控制橡皮筋的拉伸長度和保持小車初始時(shí)的靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，操作不方便，實(shí)驗(yàn)時(shí)容易造成人為誤差。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的軌道小車演示器不能從彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能的方式探究動能定理及不能方便地止動和釋放小車的問題，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種軌道小車演示器，該裝置由鋁型材軌道、小車、砝碼桶、塑料支架、固定螺桿、傾角調(diào)節(jié)螺桿、橡皮筋固定螺桿、螺桿支架、彈簧片、捕捉小車的導(dǎo)軸、滑輪、牽引線、制動卡按鈕、橡皮筋、小臺腳等部分組成。該裝置可用兩種不同的方式探究動能定理，更好的體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)的目的性，設(shè)計(jì)的彈簧片能很好的止動和釋放小車，使演示實(shí)驗(yàn)器使用更加方便，減小實(shí)驗(yàn)誤差。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是增加一組可以固定橡皮筋的螺桿，其結(jié)構(gòu)與傾角調(diào)節(jié)螺桿相同。螺桿支架固定在鋁型材軌道中間的底面，橡皮筋固定螺桿旋入螺桿支架的兩側(cè)螺紋孔中，兩螺桿之間的距離略大于小車的寬度，實(shí)驗(yàn)時(shí)小車能順利通過。設(shè)計(jì)一彈簧片，一端開有圓孔可固定在軌道上，另一端帶有凸起的拉鉤可勾牢小車， 只需按下彈簧片即可釋放小車。在進(jìn)行演示彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能的探究實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋兩
3頭栓在螺桿上，橡皮筋中間連接到小車頭部。拉伸橡皮筋使小車能被彈簧片卡牢，按下彈簧片小車即在橡皮筋的彈力作用下運(yùn)動，改變實(shí)驗(yàn)條件(增加橡皮筋的數(shù)量)，多做幾組實(shí)驗(yàn)，比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)即可探究動能定理。在進(jìn)行其他演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，撤下橡皮筋即可。本實(shí)用新型的有益效果是，可以通過彈簧片很好的控制小車的止動和釋放，使學(xué)生實(shí)驗(yàn)更加方便快捷，同時(shí)減少實(shí)驗(yàn)誤差?？梢杂弥亓菽苻D(zhuǎn)化為動能(方式一)、彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能(方式二)兩種方式探究動能定理。將傳統(tǒng)的兩個演示實(shí)驗(yàn)儀器相結(jié)合，更加具體的體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)效果，減少實(shí)驗(yàn)時(shí)更換儀器的麻煩，讓學(xué)生加深對小車軌道實(shí)驗(yàn)的印象， 同時(shí)對動能定理的應(yīng)用更加了解。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型的前視圖。圖2是本實(shí)用新型的俯視圖。圖3是本實(shí)用新型的軸測圖。圖4是本實(shí)用新型的探究動能定理方式一的軸測圖。圖5是本實(shí)用新型的探究動能定理方式二的軸測圖。圖6是本實(shí)用新型止動和釋放小車彈簧片的前視圖。圖7是本實(shí)用新型止動和釋放小車彈簧片的俯視圖。圖8是本實(shí)用新型螺桿支架的前視圖。圖中1.軌道，2.小車，3.砝碼桶，4.塑料支架，5.彈簧片，6.計(jì)時(shí)器固定螺桿， 7.傾角調(diào)節(jié)螺桿，8.橡皮筋固定螺桿，9.螺桿支架，10.捕抓小車導(dǎo)軸，11.滑輪，12.牽引線，13.制動卡按鈕，14.橡皮筋，15.小臺腳。
具體實(shí)施方式
在
圖1、圖2及圖3所示實(shí)施例中，固定計(jì)時(shí)器螺桿(6)安裝在塑料支架的一端，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器放入塑料支架(4)的凹槽時(shí)，可傾角調(diào)節(jié)螺桿(7)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定。塑料支架(4)的另一端固定在軌道(1)的一端，軌道(1)的材質(zhì)是鋁型材，可減少小車滾動時(shí)摩擦力。一螺桿支架(9)緊靠塑料支架(4)固定在軌道(1)的底部，將兩顆傾角調(diào)節(jié)螺桿(7) 裝入螺桿支架(9)的兩側(cè)螺紋孔中，旋動螺桿可調(diào)節(jié)軌道(1)的傾斜度，以平衡摩擦力。彈簧片(5)裝在軌道(1)的上面，與傾角調(diào)節(jié)螺桿(7)在同一端。在軌道(1)的中間位置的底部再固定另一螺桿支架(9)，并在其兩側(cè)的螺紋孔中旋入兩顆橡皮筋固定螺桿(8)。在軌道(1)的另一端固定捕抓小車導(dǎo)軸(10)及滑輪(11)。小臺腳(15)固定在軌道的底部起到支撐的作用。在圖4所示實(shí)施例中，塑料支架(4)裝入電火花計(jì)時(shí)器，用固定螺桿(6)將其固定。用傾角調(diào)節(jié)螺桿(7)調(diào)節(jié)軌道(1)的斜度，平衡摩擦力。小車( 放在軌道(1)上，車箱上有6個圓柱孔，可放入配重砝碼。此時(shí)彈簧片( 勾住小車O)，小車( 止動，使小車處于靜止?fàn)顟B(tài)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，記錄電火花計(jì)時(shí)器上的紙帶連接到小車尾部紙帶夾上，用滾紋螺母壓緊，牽引線(1 一頭綁在小車( 上，經(jīng)過滑輪(11)連接到砝碼桶C3)。按下彈簧片(5) 釋放小車O)，小車⑵即在重力的作用下行駛，當(dāng)行駛到軌道末端時(shí)被導(dǎo)軸(10)捕獲。若需取出小車O)，用左手大姆指和中指抓住小車O)，食指按下制動卡按鈕(13)，沿軌道(1) 將小車⑵向后退，即可將小車⑵從捕抓小車導(dǎo)軸⑵中取出。此時(shí)，演示器與傳統(tǒng)的演示器相近似，演示器即可達(dá)到軌道小車演示實(shí)驗(yàn)的通用目的。通過彈簧片( 止動和釋放小車O)的作用，使得學(xué)生實(shí)驗(yàn)更加方便快捷。 在圖5所示實(shí)施例中，首先用傾角調(diào)節(jié)螺桿(7)調(diào)節(jié)軌道(1)的斜度，平衡摩擦力。第一次實(shí)驗(yàn)，先用一根橡皮筋(14)兩頭栓在橡皮筋固定螺桿(8)上，橡皮筋(14)連接到小車，拉動小車O)，用彈簧片(5)勾住小車0)，使小車(2)止動。實(shí)驗(yàn)時(shí)，按下彈簧片 (5)小車O)即在彈力的作用下運(yùn)動.把此時(shí)橡皮筋(14)的做工記為W。通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶測出小車(2)獲得的速度V115增加橡皮筋(14)的數(shù)量(可增加到2根、3根等)，重復(fù)上述操作，再次實(shí)驗(yàn)獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，此時(shí)橡皮筋(14)的做工記為2W、3W等，小車( 的速度記為V2、V3等。通過比較小車( 獲得的速度的平方和橡皮筋(14)做工的關(guān)系，學(xué)生可探究動能定理。每次實(shí)驗(yàn)時(shí)都將小車⑵用彈簧片(5)止動，保證了橡皮筋(14)的拉伸長度都一樣，方便了使用者的操作，增加了實(shí)驗(yàn)精確度減少了實(shí)驗(yàn)誤差。通過實(shí)驗(yàn)即可從彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能的方式探究動能定理。
權(quán)利要求1.一種軌道小車演示器，該裝置由鋁型材軌道、小車、砝碼桶、塑料支架、計(jì)時(shí)器固定螺桿、傾角調(diào)節(jié)螺桿、橡皮筋固定螺桿、螺桿支架、彈簧片、捕捉小車導(dǎo)軸、滑輪、牽引線、制動卡按鈕、橡皮筋、小臺腳等部分組成，其特征是彈簧片一端開有圓孔可固定在軌道上，另一端帶有凸起的拉鉤可勾牢小車，按下彈簧片即可釋放小車。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道小車演示器，其特征是螺桿支架安裝在鋁型材軌道中間的背面，螺桿支架上開有兩個螺紋孔，兩顆橡皮筋固定螺桿裝入螺紋孔中，用于固定橡皮筋，兩螺桿之間的距離略大于小車的寬度。
專利摘要本實(shí)用新型是一種軌道小車演示器的教學(xué)儀器，在傳統(tǒng)軌道小車演示器基礎(chǔ)上添加了一組可懸掛橡皮筋的螺桿及螺桿支架，使演示軌道小車能夠從重力勢能轉(zhuǎn)化為動能和彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能兩種方式探究動能定理實(shí)驗(yàn)，把傳統(tǒng)軌道小車演示器和傳統(tǒng)動能定理探究演示器相結(jié)合，減少了實(shí)驗(yàn)時(shí)更換實(shí)驗(yàn)儀器的麻煩，使學(xué)生對動能定理的理解更加深刻。同時(shí)設(shè)計(jì)了一彈簧片，能很好的止動和釋放小車，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)操作更加的方便，實(shí)驗(yàn)更加的精確，減小實(shí)驗(yàn)誤差。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)器材一器多用，相互融會貫通的思想，是傳統(tǒng)軌道小車演示器的創(chuàng)新改進(jìn)。
文檔編號G09B23/10GK202332002SQ20112046725
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者張兵 申請人:杭州久良科技發(fā)展有限公司