[实用新型]多功能持续性平抛运动轨迹演示仪

说明书

技术领域

本实用新型一般涉及一种物理实验装置，特别是演示平抛运动轨迹所用的演示实验装置。

背景技术

在高中物理教学中，平抛运动是一个教学重点，它属于运动的合成与分解知识的延伸，而我们知道将物体以一定的水平初速度抛出，物体在只受重力的作用下所做的曲线运动，我们称之为平抛运动。像平抛运动这样一个复杂的曲线运动，对于高中生来说，要直接对曲线运动进行分析还是存在着很大的困难，因此采取对平抛运动进行分解，把其分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动。为了达到在物理教学中研究平抛运动规律、观察平抛物体运动轨迹、验证平抛运动是水平向前的匀速直线运动和垂直向下的自由落体运动的合成运动，已设计有多种试验仪器。

在现有的平抛运动实验仪器中，多采用单个小球来实现平抛运动，这些演示仪器有很大的缺点就是演示过程太短，小球的运动过程和运动轨迹不能清晰的呈现在学生面前，这对学生理解平抛运动轨迹和运动特点非常困难。当然也有能够记录下小球运动轨迹的的专利发明，如专利申请号为201210063530.1的专利，利用磁力钢球做平抛运动时磁力经过轨迹图形板，利用磁性相吸的原理记录平抛运动物体的运动轨迹，再在仪器外框架上面开槽取出轨迹图形板，这样就可以看见钢球运动轨迹。该项专利发明确实做到了轨迹再现的目的，但是实验原理过于复杂，学生很难理解其中的原理，这就会让学生去怀疑这条轨迹到底是不是平抛小球真实的运动轨迹。再如专利申请号为200510111108.9的专利发明，在抛体的选择上选择了水，且在喷头处选择安装角度调节器，这样就可以通过调节喷头的角度来分别演示平抛运动和斜抛运动，虽然该项发明的演示效果很好，但是对于轨迹的描绘来说却显得很麻烦，另外该项发明采用的是从一固定的水箱里放水，不补充，那么随着水流的不断流出，水压就会不断的减小，水流抛射出去的初速度就会不断的减小，相应的抛体的运动轨迹也会发生相应的改变，因此用这种仪器来演示平抛运动的轨迹实验误差就会很大，只能做定性演示。

实用新型内容

本实用新型的目的是要克服公知技术的缺点，提供一个演示性强，直观的多功能持续性平抛运动轨迹演示仪。

为了实现上述目的，本实用新型的方案为：多功能持续性平抛运动轨迹演示仪，由水箱，水箱一面开有多个喷嘴，坐标板，水槽构成，水箱为竖直安装，坐标板垂直固定在水箱安装喷嘴的一面，并安装在喷嘴的后面，从喷嘴喷出的抛物线水流能清晰地展现在作为背景的坐标板上，坐标板为一个扁平的矩形盒，面板上画有纵横坐标线，矩形盒一个在上的水平边，及相邻的侧边均开有滑槽，每一个滑槽上均安装有一激光笔，在水槽内装有潜水泵，给水箱供水。

采用上述方案，既能清楚、直观的演示平抛物体的抛物线形成过程，实现了本实用新型的目的。

下面结合图示及实施例对方案作更详细的说明。

附图说明

图1为多功能持续性平抛运动轨道演示仪立体图。

图示说明：1水槽，2橡胶管，3潜水泵，4坐标板，5水平激光器，6滑槽，7有机板，8竖直激光器，9轨迹线，10溢水孔，11喷水管，12竖直水箱，13颜料水。

具体实施方式

如图1所示，有一由有机玻璃板粘合而成的水槽1，水槽尺寸设计为60×30×25cm，在靠近水槽1的左边缘安装一同样是由有机玻璃板粘合而成的竖直水箱13，水箱尺寸设计为10×20×60cm，在竖直水箱13的右侧靠近底端的位置开一小孔并在孔中粘一塑料管，橡胶管2一端连接塑料管上，另一端连接于水槽1底部的潜水泵3上，通过潜水泵3可向竖直水箱12连续提供水源。在竖直水箱12的正面接近顶端5cm的位置从上到下，每隔5cm，依次开三个溢水孔10，用于调整竖直水箱13内水面的高度进而调节喷水压力。在竖直水箱12的右侧中心位置，距顶端10cm的位置从上到上到下，每隔5cm，依次水平安装长度为3cm、外径1cm，内径0.2cm的有机玻璃管作为喷水管11，喷水孔和溢水孔都要配备相应的堵头。在喷水管的后面，竖直安装坐标板4，坐标板设计尺寸为40×60cm，在坐标板的上端和右侧分别安装中间带开口槽有机板7，再将激光笔5，8用蝶形螺母安装在开口槽上，激光笔可沿开口槽左右滑动和上下滑动以调节激光笔的位置，方便在抛体运动轨迹上找点，与坐标板配合就可确定该点的坐标。使用时首先将所有的溢水孔和喷水管都用相应的堵头堵住，然后打开潜水泵的电源开关，将水槽1中的颜料水抽向竖直水箱12，待竖直水箱的水面接近最顶端的溢水孔时，打开顶端的溢水孔堵头，当顶端的溢水孔开始向外溢水的时候表示竖直水箱的液面高度已维持恒定，此时打开顶端的第一个喷水管，当水喷出时喷出的水柱就是平抛运动的轨迹线，此时调整水平激光器和竖直激光器，使得水平激光、竖直激光以及水柱三者交于一点时，就可记录下该点此时的坐标位置。由于有溢水孔和潜水泵的配合使用，能够很好的使竖直水箱内液面高度保持不变，这也就保证了颜料水抛出时的水平初速度一直不变。改变喷水的喷头，将最上端的喷头堵住，改用第二个喷头，水压增大这样就相当于改变了抛体的初速度，当然也可以不改变出水的喷头的高度，而改变溢水孔的高度，同样可以起到改变抛体初速度的目的。