[实用新型]一种筒式碰撞演示仪

说明书

一种筒式碰撞演示仪，是由正方体钢块、弹力球和长方体筒等构成，将直导杆沿正方体钢块的中心轴插入通孔固定；所述正方体钢块表面光滑、内有4个与正方体钢块中心轴平行的通孔，正方体钢块的大小与长方体筒的内侧相匹配；长方体筒的底边缘为正方形，其内侧壁为光滑透明的树脂板，筒底固定厚度为10mm的钢板，直导杆是自行车车辐条截取而成，套管是塑料材质的空圆珠笔芯截取而成；分别将套管插入弹力球a和弹力球b中固定；实验时，弹力球b射出的高度可以通过墙体为背景观察出来，测量弹力球b射出高度与释放高度的关系；优越之处，构造简单，易于实施，弹力球沿竖直方向发射出去，不易击中伤害学生，又能产生视觉冲击，提高教学效果。

技术领域

本专利涉及一种碰撞演示仪器，属于物理演示仪器领域。

背景技术

在大学物理教学中弹性体的碰撞是一个很重要的内容，为了在课堂上演示效果好，人们探索将水平碰撞改为竖直碰撞，曾有清华大学路峻岭教授在《大学物理》2005年第10期给出《超弹性碰撞实验最佳工作条件分析》的讨论，以及中国专利CN200920288159《便携式弹性碰撞演示装置》给出有效的实验设计，对教学起到积极的推动作用，现有技术装置成本高，还受许多条件制约，如对弹性球体密度的限制，由于空气阻力加之制作的精度限制，释放后弹性球体系统常常偏离竖直方向(倾斜)，弹性球打斜飞出，飞入学生中间，给学生带来恐慌，对弹性体弹射高度的观测较为困难，如何设计一种构造简单、成本低、易于实施、效果明显的演示仪器来克服现有技术的不足，本专利就要解决这一问题。

发明内容

本专利解决一种筒式碰撞演示仪，着重解决用正方体钢块、弹力球、长方体筒等实现演示弹性竖直碰撞的技术。

本专利技术方案：一种筒式碰撞演示仪，是由正方体钢块、弹力球a、弹力球b、套管、直导杆和长方体筒构成，其特征是：沿正方体钢块的中心轴打一与直导杆相匹配的通孔，将直导杆沿正方体钢块的中心轴插入通孔且通过正方体钢块的质心与其固定；所述正方体钢块表面光滑、内有4个与正方体钢块中心轴平行的通孔(减少在筒内的空气阻力)，通孔为柱状，直径约为正方体边长的1/6，通孔对称分布在正方体钢块的中心轴两侧，4个通孔轴线与正方体钢块的中心轴构成的平面互相正交，正方体钢块的大小与长方体筒的内侧相匹配(略小于)；长方体筒的底边缘为正方形，其内侧壁为光滑且厚度为3mm-5mm透明的树脂板，长方体筒的筒底固定厚度为10mm的钢板(可以将长方体筒垂直于钢板，用玻璃胶在长方体筒与钢板固定)，直导杆是自行车车辐条的直杆部分截取而成，套管内径大于直导杆直径的塑料材质的空圆珠笔芯截取而成；将弹力球a和弹力球b分别打一与(略小于)套管外直径相匹配且过球心的通孔，分别将套管插入弹力球a和弹力球b中固定；

实验时，将长方体筒竖直放置靠近墙的水平地面上，将带有直导杆的正方体钢块放在水平的桌面上，依次将弹力球a、弹力球b套在直导杆上，手持直导杆的上端，将正方体钢块、弹力球a、弹力球b及直导杆构成的系统放入长方体筒中，在直导杆的上端刚进入长方体筒中释放，弹力球b沿竖直方向射出长方体筒，弹力球b射出的高度可以通过墙体为背景观察出来，测量弹力球b射出高度与释放高度的关系；

发明人对三体碰撞的试验表明，由于空气阻力加之制作的精度限制，释放后弹性球体系统常常偏离竖直方向(倾斜)，弹性球打斜飞出，飞入学生中间，给学生带来恐慌，对弹性体弹射高度的观测较为困难，就想可否按照炮弹发射筒的形式限制发射的方向。

本专利优越之处：由于长方体筒放置在水平地面上，且正方体钢块与长方体筒内侧相匹配，使得正方体钢块、弹力球a、弹力球b及直导杆构成的系统，始终与长方体筒的中心对称轴重合，弹射出去的弹力球才能沿竖直方向发射出去，不易击中伤害学生，又能产生视觉冲击，提高教学效果；除此之外，设计易于实现、成本低和易操作，所选的弹力球也都是市面上很容易弄到的成本低，能更好帮助理解碰撞过程的机理，在大学物理教学中使用将更有利于开拓学生的创新思维和实践能力。

附图说明