[发明专利]一种物理惯性实验演示装置

说明书

本发明公开了一种物理惯性实验演示装置，属于教学装置领域。该装置包括：底座；实验装置，其包括驱动齿轮、用于驱动驱动齿轮转动的驱动装置、第一联动齿轮、第二联动齿轮、第一抽拉板、第二抽拉板和收纳筒，第二联动齿轮的齿数大于第一联动齿轮的齿数；第一抽拉板固定连接至第一联动齿轮、第二抽拉板固定连接至第二联动齿轮；第一球体；第二球体，其直径与第一球体相同，质量大于第一球体；第三球体，其直径与第一球体相同，质量大于第二球体；第一轨道，位于驱动齿轮的一侧；第二轨道，位于驱动齿轮的另一侧。本发明可以演示惯性与物体的质量有关这一知识点，同时便于讲解惯性与速度无关，而与质量有关这一知识点。

技术领域

本发明涉及教学装置领域，特别涉及一种物理惯性实验演示装置。

背景技术

在物理实验装置中，尤其是演示惯性定律所用的实验装置中，经常要演示惯性定律也就是牛顿第一运动定律。我们都知道，牛顿第一运动定律，简称牛顿第一定律。又称惯性定律、惰性定律。常见的完整表述：任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。鲁教版高中物理教材中的表述是：牛顿第一定律表明，当合外力为零时，原来静止的物体将继续保持静止状态，原来运动的物体则将继续以原来的速度做匀速直线运动。合外力为零包括两种情况：一种是物体受到的所有外力相互抵消，合外力为零；另一种是物体不受外力的作用。有的专家学者认为这种表述方式并不严谨，所以通常采用原始表述。伽利略对光滑斜面的推论认为，现实中，当一个球沿斜面向下滚时，它的速度增大，而向上滚时，它的速度减小。由此伽利略推论，当球沿水平面滚动时，它的速度应不增不减。实际上他发现，球愈来愈慢，最后停下来。伽利略认为，这并非是它的“自然本性”，而是由于摩擦阻力的缘故，因为他同样还观察到，表面愈光滑，球便会滚得愈远。于是他推论，若没有摩擦阻力，球将永远滚下去。

伽利略的理想斜面实验，是让小球沿一个光滑斜面从静止状态开始下滚，小球将滚上另一个斜面，达到与原来差不多的高度然后再下滚。他推论，只是因为摩擦力，球才没能达到原来的高度。然后，他减小后一斜面的倾角，小球在这个斜面上仍达到同一高度，但这时它要滚得远些。继续减小第二个斜面的倾角，球达到同一高度就会滚得更远。于是他对斜面平放时的情况进行研究，结论显然是球将永远滚下去。这就是说，力不是维持物体的运动即维持物体的速度的原因，而恰恰是改变物体运动状态即改变物体速度的原因。因此，一旦物体具有某一速度，如果它不受力，就将以这一速度匀速直线地运动下去。1687年，牛顿在笛卡尔、伽利略等人工作的基础上，撰写《自然哲学的数学原理》，摆脱旧观念的束缚，把惯性定律作为第一原理正式提了出来：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的外力迫使它改变这种状态为止。他提出了保持匀速直线运动状态和静止状态是物体的固有属性的观点，以及从中得出的惯性参照系的概念。

现有的关于惯性的演示教具，多是通过单一的结构来实现演示。一般多采用小球放置在纸张上，通过对纸张快速抽取，小球掉落而非随着纸张一起移动的原理来设计演示教具。这种演示方式能够演示物体本来处于静止状态时，其也会具有保持原来的静止状态的特性。但是由于其结构单一，因此只能演示单一的状态。而对于惯性，其是物体的一种固有属性，和物体的运动速度无关，和质量有关。质量越大，惯性越大。对于这一知识点的讲解时，由于缺乏有效的教具，学生往往难以理解。另外上述演示方式也无法演示运动的物体在没有受到外力情况下，具有保持原来的运动状态的属性。

发明内容

本发明提供一种物理惯性实验演示装置，可以解决现有技术中的惯性实验演示装置演示效果单一、对于惯性属性的演示效果较差的问题。

一种物理惯性实验演示装置，包括：

底座；

实验装置，其包括驱动齿轮、用于驱动所述驱动齿轮转动的驱动装置、第一联动齿轮、第二联动齿轮、第一抽拉板、第二抽拉板和收纳筒，所述第一联动齿轮和所述第二联动齿轮位于所述驱动齿轮的两侧，所述第二联动齿轮的齿数大于所述第一联动齿轮的齿数，所述驱动齿轮转动时，带动所述第一联动齿轮和所述第二联动齿轮转动；