[实用新型]激光法抛体运动轨迹打印仪

说明书

本实用新型属于物理实验装置领域，提供了一种激光法抛体运动轨迹打印仪。该装置由画板、激光发射器、平抛轨道、光电门、斜抛轨道、透明限位板、挡板、海绵、底座、水平调节螺母、坐标纸、数据线组成；其中激光发射器由外壳、电源、安全开关、激光头、LED指示灯、导线、电阻、总开关、橡胶圈构成。本装置通过用能发射高功率激光的激光发射器作为抛体，使得抛体在装置上运动的过程中，能发射高功率激光，烧灼坐标纸留下运动轨迹，以达到记录抛体运动过程的作用。同时本装置杜绝了激光发射器在运动过程中的各种安全隐患，且操作简单，现象直观，造价低廉，能为物理教学精确分析和研究抛体运动的轨迹提供帮助。

技术领域

本实用新型属于物理实验装置领域，是一种激光法抛体运动轨迹打印仪。

背景技术

在高中物理教学中，抛体运动是必修的、一个较为重要且学生难以理解的知识内容，“研究平抛运动”实验是高中物理一个必做实验，在这个实验中，教材指出“我们首先设法描绘某物体做平抛运动的轨迹，然后通过这个轨迹研究平抛运动的特点”。

本发明提供一种激光描绘抛体(包括平抛运动)轨迹的方法，并能将抛体运动的整条轨迹完整清晰地印刻于坐标纸上，既简单直观，还能测出抛体运动的初速度，取下坐标纸，便能让老师或学生对抛体运动(包括平抛运动)轨迹进行更为亲近、简便且精确的数据处理，理解中学物理课程中抛体运动的分运动特征。特别是平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，竖直分运动是自由落体运动这样的概念。

发明内容

本实用新型通过用能发射激光的小型高功率激光器作为抛体，激光烧灼坐标纸留下印记的方式，来记录物体做抛体运动时的轨迹。且在物体做抛体运动时的初始时刻，通过用光电门记录激光头遮挡的时间，再用游标卡尺测出激光头的直径，即可算出物体做抛体运动时的初速度。由此便能得到一条完整而清晰的物体做抛体运动轨迹，以及其初速度。

如图1所示，激光法抛体运动轨迹打印仪由画板(1)、激光发射器(2)、平抛轨道(3)、光电门(4)、斜抛轨道(5)、透明限位板(6)、挡板(7)、海绵 (8)、底座(9)、水平调节螺母(10)、坐标纸(11)、数据线(14)组成，其中激光发射器(2)的内部结构如图3示，它由外壳(15)、电源(16)、安全开关 (17)、激光头(18)、LED指示灯(19)、导线(20)、电阻(21)、总开关(22) 和橡胶圈(23)构成。

底座(9)四个脚上设有水平调节螺母(10)，借助水泡水平仪即可调节仪器水平。画板(1)固定在底座(9)上，平抛轨道(3)和斜抛轨道(5)通过圆木固定在画板(1)上，注意平抛轨道(3)和斜抛轨道(5)与画板(1)之间留出适当的间隙，要使激光发射器(2)的激光头(18)对着画板(1)时，能顺利通行，且能有效通过轨道末端上方的光电门(4)。

在平抛轨道(3)和斜抛轨道(5)末端的上方分别设置光电门(4)，并固定于画板(1)上，注意光电门(4)的高度要调节到当激光发射器(2)运动到此时，激光发射器(2)的激光头(18)能顺利通过且能有效遮挡；再在画板 (1)上钻孔，使光电门(4)的数据线(14)通到画板(1)的背面，去连接计时计数测速仪(图中未画出)。

将坐标纸(11)铺开用工字钉(图中未画出)固定在画板(1)上；画板 (1)下方即底座(9)上铺设缓冲海绵(8)，当激光发射器(2)落下来时起到缓冲的作用；在画板(1)右下方即底座(9)右端固定一块挡板(7)，防止激光发射器(2)滚出装置。