一種有初速立體反沖演示裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)實(shí)驗(yàn)演示裝置，尤其是一種有初速立體反沖演示裝置,一種有初速立體反沖演示裝置，包括一上支架和一下支架，在所述上支架和下支架之間安裝一能做水平周向轉(zhuǎn)動(dòng)的螺旋軌道，該螺旋軌道制成用于金屬球沿其向下滾動(dòng)的結(jié)構(gòu)，在放置所述金屬球初始位置的螺旋軌道旁側(cè)對(duì)位懸裝一擺球，該擺球擺至最低點(diǎn)時(shí)與所述金屬球發(fā)生對(duì)心碰撞。本實(shí)用新型中，通過(guò)所述螺旋軌道和金屬球的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可以更加直觀的觀測(cè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程；所述擺球與金屬球質(zhì)量和體積相同且發(fā)生對(duì)心碰撞，此時(shí)通過(guò)測(cè)高尺測(cè)量所述擺球下擺過(guò)程的高度差和擺球質(zhì)量可計(jì)算出金屬球在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始時(shí)的初速度，反沖運(yùn)動(dòng)過(guò)程的演示更直觀并能定量的驗(yàn)證反沖運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)量守恒定律。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種有初速立體反沖演示裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)實(shí)驗(yàn)演示裝置，尤其是一種有初速立體反沖演示裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在高中物理實(shí)驗(yàn)中動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)被人們廣泛熟知，其中反沖運(yùn)動(dòng)就是動(dòng)量守恒定律的一個(gè)體現(xiàn)。在日常生活中就有許多表現(xiàn)反沖運(yùn)動(dòng)的實(shí)例，比如火箭的發(fā)射，輪船的推進(jìn)，噴氣式飛機(jī)的飛行等等，都是根據(jù)所述的反沖運(yùn)動(dòng)為原理而衍生創(chuàng)造出來(lái)的。目前在實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有的演示裝置結(jié)構(gòu)一般包括一支架，該支架下端安裝一旋轉(zhuǎn)軸，在所述旋轉(zhuǎn)軸的下端安裝一錐形的輕質(zhì)容器，所述輕質(zhì)容器的下端側(cè)壁兩側(cè)均制出一出水孔，實(shí)驗(yàn)時(shí)容器中灌裝的清水沿出水孔流出，由于水流的反作用力使所述輕質(zhì)容器反向轉(zhuǎn)動(dòng)。但現(xiàn)有演示裝置由于旋轉(zhuǎn)軸與所述支架之間的摩擦力不可控制而且水流的反作用力有限所以很容易導(dǎo)致理想的實(shí)驗(yàn)過(guò)程難以實(shí)現(xiàn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)合理、便于觀測(cè)、直觀立體有初速度并可定量分析的反沖運(yùn)動(dòng)演示裝置。
[0004]本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種有初速立體反沖演示裝置，其特征在于:包括一上支架和一下支架，在所述上支架和下支架之間安裝一能做水平周向轉(zhuǎn)動(dòng)的螺旋軌道，該螺旋軌道制成用于金屬球沿其向下滾動(dòng)的結(jié)構(gòu)，在放置所述金屬球初始位置的螺旋軌道旁側(cè)對(duì)位懸裝一擺球，該擺球擺至最低點(diǎn)時(shí)與所述金屬球發(fā)生對(duì)心碰撞。
[0006]而且，所述擺球與金屬球的質(zhì)量與體積相等，在該擺球的一側(cè)豎直安裝一測(cè)高尺。
[0007]而且，所述螺旋軌道的上端部制出一豎直向上的針形軸，該針形軸的上端部轉(zhuǎn)動(dòng)嵌裝在所述上支架內(nèi)，所述螺旋軌道的下端部制出一豎直向下的針形軸，該針形軸的下端部轉(zhuǎn)動(dòng)嵌裝在所述下支架內(nèi)。
[0008]而且，所述螺旋軌道的中部由兩個(gè)螺旋管內(nèi)外同軸套裝構(gòu)成，該兩個(gè)螺旋管的螺距相同，位于外側(cè)的螺旋管的內(nèi)側(cè)表面和位于內(nèi)側(cè)的螺旋管的外側(cè)表面之間的間隙處用于金屬球沿其向下滾動(dòng)。
[0009]而且，與所述間隙處相對(duì)位的下支架上均布制出一圈光電檢測(cè)裝置，該多個(gè)光電檢測(cè)裝置由沿螺旋軌道向下滾動(dòng)的金屬球依次觸發(fā)。
[0010]而且，多個(gè)所述光電檢測(cè)裝置的輸出端連接計(jì)算機(jī)。
[0011]而且，所述螺旋軌道上端部的針形軸水平旋轉(zhuǎn)牽引一能夠纏繞在其外表面的透光帶，該透光帶表面均布安裝遮光點(diǎn)，在透光帶旁側(cè)安裝一用于檢測(cè)所述遮光點(diǎn)的側(cè)向光電檢測(cè)裝置。
[0012]而且，所述側(cè)向光電檢測(cè)裝置的輸出端連接計(jì)算機(jī)。
[0013]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0014]本實(shí)用新型中，通過(guò)所述螺旋軌道和金屬球的相對(duì)運(yùn)動(dòng)位置，可以更加直觀的觀測(cè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程；所述擺球與金屬球質(zhì)量和體積相同且發(fā)生對(duì)心碰撞，此時(shí)通過(guò)測(cè)高尺測(cè)量所述擺球下擺過(guò)程的高度差和擺球質(zhì)量可計(jì)算出金屬球在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始時(shí)的初速度；所述針形軸與上支架和下支架轉(zhuǎn)動(dòng)嵌裝從而減小接觸面積，配合潤(rùn)滑劑的使用可以很大程度的減小摩擦力，使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果更為明顯；通過(guò)所述下支架上均布制出的光電檢測(cè)裝置，可以實(shí)時(shí)記錄所述金屬球沿螺旋軌道向下滾動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，經(jīng)光電檢測(cè)裝置記錄的數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)可計(jì)算出金屬球的運(yùn)動(dòng)速度；所述螺旋軌道上端部制出的針形軸外表面纏繞的透光帶上均布有遮光點(diǎn)，所述遮光點(diǎn)配合側(cè)向光電檢測(cè)裝置記錄的數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)可以計(jì)算出螺旋軌道的運(yùn)動(dòng)速度，從而能演示反沖運(yùn)動(dòng)過(guò)程并定量的驗(yàn)證反沖運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)量守恒定律。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為圖1中軌道部分的剖面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說(shuō)明，所述實(shí)施例是說(shuō)明性的，而非限制性的，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0018]一種有初速立體反沖演示裝置，本實(shí)用新型特征在于，包括一上支架I和一下支架9，在所述上支架和下支架之間安裝一能做水平周向轉(zhuǎn)動(dòng)的螺旋軌道7，該螺旋軌道制成用于金屬球10沿其向下滾動(dòng)的結(jié)構(gòu)，在放置所述金屬球初始位置的螺旋軌道旁側(cè)對(duì)位懸裝一擺球11，該擺球擺至最低點(diǎn)時(shí)與所述金屬球發(fā)生對(duì)心碰撞。
[0019]所述擺球與金屬球的質(zhì)量與體積相等，在該擺球的一側(cè)豎直安裝一測(cè)高尺12。
[0020]所述螺旋軌道的上端部制出一豎直向上的針形軸2，該針形軸的上端部轉(zhuǎn)動(dòng)嵌裝在所述上支架內(nèi)，所述螺旋軌道的下端部制出一豎直向下的針形軸，該針形軸的下端部轉(zhuǎn)動(dòng)嵌裝在所述下支架內(nèi)。
[0021]所述螺旋軌道的中部由兩個(gè)螺旋管11內(nèi)外同軸套裝構(gòu)成，該兩個(gè)螺旋管的螺距相同，位于外側(cè)的螺旋管的內(nèi)側(cè)表面和位于內(nèi)側(cè)的螺旋管的外側(cè)表面之間的間隙處用于金屬球沿其向下滾動(dòng)。
[0022]與所述間隙處相對(duì)位的下支架上均布制出一圈光電檢測(cè)裝置8，該多個(gè)光電檢測(cè)裝置由沿螺旋軌道向下滾動(dòng)的金屬球依次觸發(fā)。
[0023]多個(gè)所述光電檢測(cè)裝置的輸出端連接計(jì)算機(jī)。
[0024]所述螺旋軌道上端部的針形軸水平旋轉(zhuǎn)牽引一能夠纏繞在其外表面的透光帶5的一端，該透光帶的另一端安裝在一帶盒6內(nèi)，所述透光帶表面均布安裝遮光點(diǎn)4，在透光帶旁側(cè)安裝一用于檢測(cè)所述遮光點(diǎn)的側(cè)向光電檢測(cè)裝置3。
[0025]所述側(cè)向光電檢測(cè)裝置的輸出端連接計(jì)算機(jī)。
[0026]本實(shí)用新型的工作過(guò)程是:
[0027]當(dāng)本實(shí)用新型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示時(shí)，首先開(kāi)啟所述光電檢測(cè)裝置和側(cè)向光電檢測(cè)裝置；之后將所述金屬球無(wú)初速度的放置在螺旋軌道的上端部，將擺球調(diào)至一定的可測(cè)高度后放松擺球，該擺球與所述金屬球發(fā)生對(duì)心碰撞，經(jīng)碰撞后的金屬球沿螺旋軌道向下滾動(dòng)時(shí)遮擋所述光電檢測(cè)裝置發(fā)射的光線并反射至光電檢測(cè)裝置的接收部從而依次觸發(fā)所述光電檢測(cè)裝置，所述光電檢測(cè)裝置的反饋的實(shí)時(shí)信號(hào)并反饋給計(jì)算機(jī)進(jìn)行整理計(jì)算；與此同時(shí)，所述螺旋軌道作與金屬球運(yùn)動(dòng)方向相反的周向轉(zhuǎn)動(dòng)，所述透光帶不斷纏繞在螺旋軌道上端部制出的針形軸的外表面，所述側(cè)向光電檢測(cè)裝置記錄透光帶內(nèi)遮光點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)并反饋給計(jì)算機(jī)進(jìn)行整理計(jì)算；所述擺球的質(zhì)量已知，通過(guò)該擺球擺動(dòng)時(shí)的高度差可以計(jì)算出所述金屬球的初速度，而且所述金屬球和螺旋軌道的質(zhì)量已知且可知計(jì)算機(jī)計(jì)算的金屬球和螺旋軌道的運(yùn)動(dòng)速度，根據(jù)公式可定量的驗(yàn)證反沖運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)量守恒定律。
【權(quán)利要求】
1.一種有初速立體反沖演示裝置，其特征在于:包括一上支架和一下支架，在所述上支架和下支架之間安裝一能做水平周向轉(zhuǎn)動(dòng)的螺旋軌道，該螺旋軌道制成用于金屬球沿其向下滾動(dòng)的結(jié)構(gòu)，在放置所述金屬球初始位置的螺旋軌道旁側(cè)對(duì)位懸裝一擺球，該擺球擺至最低點(diǎn)時(shí)與所述金屬球發(fā)生對(duì)心碰撞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有初速立體反沖演示裝置，其特征在于:所述擺球與金屬球的質(zhì)量與體積相等，在該擺球的一側(cè)豎直安裝一測(cè)高尺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有初速立體反沖演示裝置，其特征在于:所述螺旋軌道的上端部制出一豎直向上的針形軸，該針形軸的上端部轉(zhuǎn)動(dòng)嵌裝在所述上支架內(nèi)，所述螺旋軌道的下端部制出一豎直向下的針形軸，該針形軸的下端部轉(zhuǎn)動(dòng)嵌裝在所述下支架內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種有初速立體反沖演示裝置，其特征在于:所述螺旋軌道的中部由兩個(gè)螺旋管內(nèi)外同軸套裝構(gòu)成，該兩個(gè)螺旋管的螺距相同，位于外側(cè)的螺旋管的內(nèi)測(cè)表面和位于內(nèi)側(cè)的螺旋管的外側(cè)表面之間的間隙處用于金屬球沿其向下滾動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種有初速立體反沖演示裝置，其特征在于:與所述間隙處相對(duì)位的下支架上均布制出一圈光電檢測(cè)裝置，該多個(gè)光電檢測(cè)裝置由沿螺旋軌道向下滾動(dòng)的金屬球依次觸發(fā)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種有初速立體反沖演示裝置，其特征在于:多個(gè)所述光電檢測(cè)裝置的輸出端連接計(jì)算機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種有初速立體反沖演示裝置，其特征在于:所述螺旋軌道上端部的針形軸水平旋轉(zhuǎn)牽引一能夠纏繞在其外表面的透光帶，該透光帶表面均布安裝遮光點(diǎn)，在透光帶旁側(cè)安裝一用于檢測(cè)所述遮光點(diǎn)的側(cè)向光電檢測(cè)裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種有初速立體反沖演示裝置，其特征在于:所述側(cè)向光電檢測(cè)裝置的輸出端連接計(jì)算機(jī)。
【文檔編號(hào)】G09B23/10GK204087621SQ201420373391
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月8日
【發(fā)明者】曹丕顯, 劉承甲, 林庭安, 鄧澍祺, 王妙瑩, 核嘉琛, 曾睿 申請(qǐng)人:深圳科學(xué)高中