一種用于演示二維平面運動的物理實驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種中學物理教學用教具，尤其涉及一種用于演示二維平面運動的物理實驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]研宄運動物體遵循的規(guī)律，例如運動的路程和時間的關(guān)系，運動的速度變化與時間的關(guān)系等等，是中學物理教學的一個基本內(nèi)容。
[0003]最早是用直尺、秒表來測定位置和時間，這是全手動的。以后逐漸發(fā)展出用打點計時的方式測定位置、時間。但這種測量對物體的運動會造成影響，特別當物體運動或運動的的變化稍快時，影響更大。對快速的運動，例如自由落體、平拋物體等常用頻閃攝影來研宄的。頻閃攝影能得到非常直觀的運動軌跡，但是物體的位置還是要手動的測量，而且拍攝的光照條件等，不適合課堂教學。
[0004]近年來興起的數(shù)字化實驗，基本都是用脈沖超聲測距來測定位置及相應的時間，能很正確的測定物體的位置及對應的時間。但在運動軌跡的直觀性方面稍欠，并要有較專業(yè)的傳感器設備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在解決上述技術(shù)問題，提供一種用于演示二維平面運動的物理實驗裝置，包括:
[0006]背景板，所述背景板為淺色長方形平板結(jié)構(gòu)，所述背景板具有可拆卸的固定裝置，用于將所述背景板固定，所述背景板上畫有對焦用的圖框；
[0007]攝像機，用于對所述物理實驗進行拍攝；
[0008]計算機，所述計算機根據(jù)所述攝像機所拍攝的影像資料對所述物理實驗進行分析。
[0009]優(yōu)選的，還包括:電磁鐵以及驅(qū)動裝置，所述電磁鐵安裝在所述背景板的邊緣，所述電磁鐵可沿所述背景板的邊緣移動，所述驅(qū)動裝置用于控制所述電磁鐵的啟動和關(guān)閉；以及，小球，所述小球為導磁材料，用于進行所述物理實驗
[0010]優(yōu)選的，還包括滑槽，所述滑槽可拆卸地固定在所述背景板的邊緣，用于給所述小球提供初速度，所述滑槽具備相互連接的第一部分和第二部分，所示第一部分和第二部分之間的夾角可調(diào)節(jié)，所述滑槽固定于所述背景板上時，所述第二部分與水平面平行，所述第一部分的遠離所述第二部分一端設置有固定點，用于固定所述電磁鐵。
[0011]優(yōu)選的，還包括立桿，擺線夾和擺線，所述立桿豎直固定在所述背景板的上邊緣，所述擺線的一端通過擺線夾夾持在所述立桿上，另一端與所述小球相連接。
[0012]優(yōu)選的，還包括彈簧和測力裝置，所述彈簧一端與所述小球相連接，另一端與所述測力裝置相連接，所述測力裝置可拆卸地固定在所述背景板的邊緣。
[0013]優(yōu)選的，還包括:小車以及槽軌，所述槽軌可拆卸的固定在所述背景板的上邊緣，且保持水平，用于所述小車沿所述槽軌滑動；
[0014]還包括滑桿以及安裝在所述滑桿上的滑塊，所述滑桿固定在所述小車上并保持所述滑桿與水平面垂直，所述滑塊套設在所述滑桿上。
[0015]優(yōu)選的，還包括軌道支架，軌道，小車，測力裝置，所述軌道支架固定在所述背景板上，用于支承所述軌道以及調(diào)節(jié)所述軌道與水平面的夾角，所述小車與所述測力裝置通過細線連接，用于對所述小車進行牽引，并測量牽引力。
[0016]優(yōu)選的，在所述測力裝置和所述小車之間還設置有定滑輪，用于保證所述牽引力的方向與所述軌道平行。
[0017]優(yōu)選的，所述測力裝置為力傳感器或測力器。
[0018]優(yōu)選的，還包括回收槽，設置在所述背景板的下端，用于回收實驗器材。
[0019]利用本發(fā)明的用于演示物理實驗的教學裝置，接合了專業(yè)的分析裝置和拍攝裝置，能夠在課堂上更清晰、直觀的演示若干物理實驗，并且能利用實驗數(shù)據(jù)進行計算和描繪軌跡，適合課堂的光學環(huán)境，物理實驗結(jié)果可靠。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的一個實施方式的結(jié)構(gòu)立體圖；
[0021]圖2為本發(fā)明的一個實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明的一個實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4為圖3中滑槽的結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖5為本發(fā)明的一個實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6為本發(fā)明的一個實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖7為本發(fā)明的一個實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖8為本發(fā)明的一個實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖9為本發(fā)明的一個實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖10為本發(fā)明的一個實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明的于演示物理實驗的教學裝置作進一步的詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。
[0031]實施方式I
[0032]圖1為本發(fā)明的實施方式I的結(jié)構(gòu)立體圖，如圖所示，背景板I被固定裝置2固定在水平面上，從而保證背景板I的直立，其中，背景板I為具有矩形薄板結(jié)構(gòu)，其中豎直方向上兩面之一為展示面，涂布成淺色或白色，并印刷或雕刻有對焦用的圖框?；厥詹?設置在背景板I的下邊緣上，用于回收實驗過程中掉落的小球。
[0033]另外還具備攝像機(未圖示)和電腦(未圖示)，攝像機用于對物理實驗過程進行拍攝，電腦用于根據(jù)攝像機所拍攝的影像資料對物理實驗進行分析和計算，另外也可以在實驗過程中將攝像機和電腦相連接，從而對物理實驗在電腦顯示器上進行同步直播。
[0034]實施方式2
[0035]圖2為實施方式2的結(jié)構(gòu)示意圖，用于完成自由落體實驗演示，與實施方式I相同的結(jié)構(gòu)和功能不再贅述。電磁鐵21可拆卸地安裝在背景板I的上邊緣，電磁鐵21具備驅(qū)動電路，控制電磁鐵21的開啟和關(guān)閉，該驅(qū)動電路可以手動，也可以被計算機控制。小球22為鐵、剛等導磁材料制成，當電磁體21開啟時，被電磁鐵21所吸附，當電磁鐵22關(guān)閉時，則小球21掉落至回收槽3中，從而完成自由落體運動。
[0036]實施方式2的用于演示物理實驗的教學裝置用于演示和分析自由落體實驗，根據(jù)攝像機的影像資料，利用電腦可以描繪出運動軌跡，并根據(jù)背景板I上的刻度可以讀出各軌跡點的位置，并計算各軌跡點的運動速度。
[0037]實施方式3
[0038]圖3為實施方式3的結(jié)構(gòu)示意圖，用于完成平拋運動實驗演示，與實施方式I和實施方式2相同的結(jié)構(gòu)和功能不再贅述。如圖所示，在背景板I的邊緣設置有滑槽，該滑槽可以設置在背景板I的側(cè)邊緣，也可以設置在背景板I的上邊緣，滑槽的作用是給小球22 —個水平初速度從而完成平拋運動。
[0039]具體結(jié)合圖4，滑槽具備第一部分31和第二部分32，第一部分31和第二部分32可以如本實施方式所示采取鉸接的方式連接，從而可以調(diào)節(jié)夾角δ，也可以是一體成型。
[0040]滑槽安裝在背景板I的邊緣上時，第二部分32與水平面保持平行，第一部分31與水平面的夾角為δ，在第一部分31的遠離第二部分32的一端上安裝有電磁鐵21，用于對小球22進行吸附和釋放。
[0041]本實施方式用于進行平拋運動，電磁鐵21釋放小球22后，小球22沿滑槽離開第二部分32時獲得一個水平初速度，并疊加自由落體運動，從而完成平拋運動，攝像機拍攝到平拋運動后，利用電腦進行分析，描繪出小球22做平拋運動的軌跡，并計算軌跡點的速度。
[0042]實施方式4
[0043]