[实用新型]多功能平抛运动仪

说明书

本实用新型属于物理教学实验仪器，涉及一种平抛运动仪。

物理教学中，演示并验证平抛运动规律的现有实验仪器有“平抛竖落仪”、“平抛运动分解仪”、“碰撞实验器”（见《中学物理实验仪器》，1982年10月由北京出版社出版）。“平抛竖落仪”虽然结构简单，但是功能单一，只能验证平抛运动竖直方向上的分运动是自由落体运动。“平抛运动分解仪”虽然功能有所增加，既能验证平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动，又能验证水平方向的分运动是匀速直线运动，但是结构较复杂，价格偏高，更主要的是仪器的设计原理超出了学生的知识水平和理解能力（中学生对光电门不了解），给实验现象的解释造成障碍，此外，使用时安装调试繁琐、费时，也不便于描绘平抛运动的轨迹。“碰撞实验器”主要验证弹性碰撞规律，由于小球从轨道上滚下开始做平抛运动，所以可以用来描绘球做平抛运动的轨迹，但使用该仪器研究平抛运动规律存在以下问题：（1）描轨迹用的小竖板与仪器主体是分离结构、组装费时且难于调整来符合实验要求；（2）小竖板未用机械方法固定，且实验时把小球打在小竖板上的点作为轨迹点，因而实验误差太大。

1990年第1期《物理实验》介绍了一种“研究平抛物体运动实验的新设计”（第21页），该设计提供的仪器由底座、轨道、轨道支承、运动轨迹描绘装置构成、运动轨迹描绘装置包括一块具有横梁的木板和指针，仍然与仪器主体是分离结构，实验时临时组装，因此同样存在组装费时、使用不方便的问题，此外，该仪器不能用实验描出平抛运动的初始点及附近相当长一段的轨迹点，使所描绘的运动轨迹存在较大误差。

本实用新型的目的在于克服已有技术的不足，提供一种功能全、结构简单、使用方便、实验误差小的平抛运动仪，以提高教学质量、使学生达到教学大纲所要求的实验能力。

本实用新型是对现有平抛运动实验仪器的一种改进，由底座、轨道、轨道支承、小球、运动轨迹描绘装置、运动分解判断装置和水平检测调整装置构成。

本实用新型的具体结构由下面的实施例及其附图给出。

图1为本实用新型的结构简图；图2为平抛运动分解轨道的主视图；图3为平抛运动分解轨道的俯视图；图4为A－A剖面图；图5为B－B剖面图；图6为底座的结构图。

本实施例中，轨道为两套，一套是平抛运动轨道（10），一套是平抛运动分解轨道（8），均由弧形槽和平直槽构成。平抛运动轨道为单轨道，起始端设置有小球初始位置确定板（11），用螺钉（12）固定；平抛运动分解轨道由自由落体运动轨道（25）、平抛运动轨道（26）、匀速直线运动轨道（27）组成，三条轨道为整体结构，起始端安装有一共用的小球控制闸（14）、自由落体运动轨道（25）的末端设置有竖落释放机构（15），该机构由推杆和弹性钢片组成。

运动轨迹描绘装置由描点板（4）、定位螺钉（3）、夹纸板（2）、坐标板（5）、指示针（24）组成。坐标板（5）兼作轨道支承，其形状为1／4圆、靠近直角边的板面上开有一装配用的矩形孔（9）；描点板（4）为矩形板，其中部开有一矩形孔，该孔的尺寸与坐标板（5）的直角边形成的矩形面相匹配。

运动分解判断装置由描点板（4）、水平响板（7）、竖落响板（18）组成。

水平检测调整装置由挂钉（17）、铅垂体（20）、基准尖（21）、调节螺母（23）组成。

底座（1）为矩形板，其上设置有储藏槽（28）和安装槽（29），储藏槽用来放置小球和指示针。

组装时，描点板（4）与安装在底座（1）上的水平轴（22）铰接（水平轴（22）在底座（1）上的安装位置应保证描点板（4）垂直于底座（1）时，与平抛运动轨道（10）末端的距离为小球半径），座标板（5）穿过描点板（4）上的矩形孔铅垂地固定在底座（1）上，定位螺钉（3）拧入描点板（4）侧面的螺孔内，夹纸板（2）安装在描点板（4）的板面上，平抛运动轨道（10）、平抛运动分解轨道（8）、竖落响板（18）通过螺栓（13）、（16）、（19）平行地安装在座标板（5）的矩形孔（9）处（可沿矩形孔上下调节安装位置），水平响板（7）安装在平抛运动分解轨道的匀速直线运动轨道（27）上，挂钉（17）安装在座标板（5）的侧面，其上悬挂铅垂体（20），基准尖（21）安装在底座（1）的上表面、调节螺母（23）安装在底座（1）底部。

制作时，底座（1）、描点板（4）既可选用硬木质材料又可选用铝，坐标板（5）可选用层板，轨道可选用铝，竖落响板、水平响板可选用碳素钢。

本实用新型能完成平抛运动分解实验、平抛运动轨迹描绘实验、各种弹性碰撞实验，其使用方法如下：

1.平抛运动分解实验