[发明专利]能量转换演示设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种物理学演示设备，更具体的说，它涉及一种能量转换演示设备。

背景技术

寓教于乐是古罗马诗人、文艺理论家贺拉斯在《诗艺》中提出的有关诗的作用的一个重要观点，即诗应带给人乐趣和益处，也应对读者有所劝谕、有所帮助，从字面上来理解就是把教育寄予在乐趣里。

随着社会的发展，当今社会的学科也越来越精细化、多元化，涵盖物理、化学、生物、医药等等的领域。其中，物理学作为一门基本学科，也是揭露自然规律和利用自然规律的一项基础学科，给人们的生活和社会进步带来了极大的影响，可以说，物理学如今影响着我们生活的方方面面。

在初中阶段，学生就需要学习物理学知识，而在物理课程教学中,教师更多的是以理论性的描述来给学生们讲解知识，这种传授知识的方式过于局限、枯燥，从而导致教学质量不佳。其中，在讲解势能转换为动能的课程中，教学者一般仅仅限于手绘原理图之类的理论讲解，这种讲解并不能给受教者带来直观的理解。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种能量转换演示设备，其通过直观的演示来解释势能转换为动能的过程，使受教者能够更为直观的理解原理。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种能量转换演示设备，包括基台、设置于基台上的蓄水管和出水管，所述蓄水管与出水管构成U形连通器，所述蓄水管的顶端高于出水管的顶端，所述蓄水管内设置有用于启闭蓄水管通断的堵水件和用于带动堵水件动作的操作件，所述出水管的顶部设置有出水口面积小于出水管横截面积的喷头，所述喷头上方设置有滑轨，所述滑轨上竖直滑移连接有堵头。

通过采用上述技术方案，向蓄水管内蓄水，使蓄水管内的水位高度高于出水管的顶端，此时，堵水件封闭蓄水管内的水，阻止水向出水管流出，之后，通过操作件打开堵水件，基于连通器原理，蓄水管内的水向出水管流去，并从出水管的喷头向外喷出，由于喷头的出水口面积小于出水管的横街面积，使得水流能够高速喷出并冲击堵头，从而使得堵头在水压的冲击下沿着滑轨向上滑动。该过程演示了水的重力势能转换为动能的过程，使得受教者能够直观的观察能量转换的过程，并且，由于一般的受教者都是年龄较小的孩子，该项演示具有互动性和趣味性，能够给受教者带来更大的学习乐趣，从而提高教学质量。

较佳的，所述蓄水管连接有进水管和水箱，进水管上设置有从水箱内抽水的水泵。

通过采用上述技术方案，可以通过水泵由水箱内抽水，从而将水注入蓄水管内，使得灌水比较轻松。

较佳的，所述进水管还连接有排水管，所述排水管的另一端连接至水箱。

通过采用上述技术方案，这样，水泵可以持续性的工作，当水泵将蓄水管内住满水之后，水可以通过排水管排入水箱，形成循环。

较佳的，所述蓄水管的底部设置有管径大于蓄水管管径的粗管，所述堵水件为设置在粗管内的活塞，所述活塞的直径大于所述蓄水管的管径但小于所述粗管的管径。

通过采用上述技术方案，活塞初始时位于粗管与蓄水管连接处，阻断水流，从而能够使蓄水管内蓄满水，然后通过操作件带动活塞至粗管处，使得水流能够从活塞与粗管内壁之间的间隙流过，产生水流，使蓄水管内的水流入出水管喷出。

较佳的，所述操作件为连接于活塞顶部的拉绳，所述拉绳的另一端从蓄水管的顶端伸出。

通过采用上述技术方案，拉动拉绳伸出蓄水管的一端即可使活塞移动，从而打开水流。

较佳的，所述能量转换演示设备还包括杠杆，所述拉绳从蓄水管的顶端伸出的一端连接至杠杆的一端，杠杆的另一端连接有垂直向下的操作绳。

通过采用上述技术方案，向下拉动操作绳，从而带动拉绳向上拉拽，从而拉动活塞打开水流。

较佳的，所述能量转换演示设备还包括送物装置，所述送物装置包括风机以及与风机的出风口连接的送物管，送物管的另一端连接至滑轨的顶端，所述送物管的底端的侧面开设有送物口。

通过采用上述技术方案，可以向送物口处投放空心塑料小球，空心塑料小球在送物口处受送物管内的负压吸引，被吸入送物管内，继而被送物管吹送至滑轨内，当堵头被冲击带动的时候，能够带着空心塑料小球一起向上动作，空心塑料小球被向上撞击幅度较大，能够直接飞起，给受教者带来更加明显的体验。

较佳的，所述喷头的顶部包括中心出水口和设置在中心出水口外周的若干外圈出水口。

通过采用上述技术方案，水能够从中心出水口和外圈出水口同时喷出，其对堵头的冲击较为平衡，从而使得堵头能够平衡的向上滑移。