牛顿第二定律教学演示仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种方便观察实验且实验效果较好的牛顿第二定律教学演示仪。该牛顿第二定律教学演示仪，包括底座、第一导轨、第二导轨、第一拉绳、第二拉绳，采用该演示仪进行实验探究，既可避免复杂的计算，又可省去许多演示实验的时间，同时还能定性与定量相结合进行直观地牛顿第二定律的验证演示实验，提高学生对较为抽象的加速度与质量、加速度与力、加速度与研究物体位移之间的关系等知识概念的理解，具有形象化、直观性强的显著特点，再者，由于采用轨道、滑块、滚轮结合的设计，避免了传统小车易脱轨、变量改变不直观、操作不便等弊端。适合在教学设备领域推广应用。

【技术实现步骤摘要】
牛顿第二定律教学演示仪
本技术涉及教学设备领域，尤其是一种牛顿第二定律教学演示仪。
技术介绍
在中学物理传统验证牛顿第二定律过程中，教师在演示和学生作分组实验内容时，常采用J2187型牛顿第二定律演示仪作为仪器装置。该仪器主要靠采用同时启动和停止开关控制上、下双层轨道小车加载不同质量的砝码作为运动物体，并分别用两根拉线通过定滑轮，经吊桶载重不同质量的沙子作为两小车的拉力，其两小车的位移是通过设置在上下导轨上刻度尺测量小车在导轨上的位移量，由此探究加速度与力、质量的关系。在教师进行教学演示和学生实验操作时，该实验装置尚存在调节导轨上两小车与拉线、定滑轮之间的滑动摩擦力的平衡校准操作难度较大，不能快速精准地调节确定两吊桶的质量，对比观察物体质量(m1、m2)(两小车+相应承载的砝码质量)运动停止后的位移(S1、S2)时，学生理解不直观等突出缺陷问题。由此，对实验现象的观察不方便，导致实验效果欠佳。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种方便观察实验且实验效果较好的牛顿第二定律教学演示仪。本技术解决其技术问题所采用的技术方案为：该牛顿第二定律教学演示仪，包括底座、第一导轨、第二导轨、第一拉绳、第二拉绳，所述底座上设置有左支架与右支架，所述第一导轨的左端固定在左支架上，第一导轨的右端固定在右支架上，所述第二导轨的左端固定在左支架上，第二导轨的右端固定在右支架上，所述第一导轨与第二导轨互相平行且水平设置，所述第一导轨、第二导轨均为中空的腔体结构，所述第一导轨的一侧表面和第二导轨的一侧表面均设置有刻度标尺；所述第一导轨的下表面沿其长度方向设置有第一滑槽，所述第一滑槽的宽度小于第一导轨的内部空腔的宽度，所述第一滑槽底部与第一导轨的内部空腔连通，所述第一导轨的空腔内设置有第一滑块，所述第一滑块的下表面设置有两个第一滚轮，所述两个第一滚轮分别位于第一滑槽的两侧，所述第一滑块的中心位置连接有第一挂绳，所述第一挂绳的末端穿过第一滑槽，所述第一挂绳的末端连接有用于吊挂砝码的第一挂钩，所述第一导轨的右端设置有第一定滑轮，所述第一定滑轮位于第一导轨的下方，所述左支架上设置有拉绳固定器，所述第一拉绳的中部与第一挂绳固定在一起，第一拉绳的左端沿第一导轨的空腔向左延伸且穿过拉绳固定器，第一拉绳的右端沿第一导轨的空腔向右延伸且绕过第一定滑轮，第一拉绳的右端固定有用于吊挂砝码的第二挂钩；所述第二导轨的下表面沿其长度方向设置有第二滑槽，所述第二滑槽的宽度小于第二导轨的内部空腔的宽度，所述第二滑槽底部与第二导轨的内部空腔连通，所述第二导轨的空腔内设置有第二滑块，所述第二滑块的下表面设置有两个第二滚轮，所述两个第二滚轮分别位于第二滑槽的两侧，所述第二滑块的中心位置连接有第二挂绳，所述第二挂绳的末端穿过第二滑槽，所述第二挂绳的末端连接有用于吊挂砝码的第三挂钩，所述第二导轨的右端设置有第二定滑轮，所述第二定滑轮位于第二导轨的下方，所述第二拉绳的中部与第二挂绳固定在一起，第二拉绳的左端沿第二导轨的的空腔向左延伸且穿过拉绳固定器，第二拉绳的右端沿第二导轨的空腔向右延伸且绕过第二定滑轮，第二拉绳的右端固定有用于吊挂砝码的第四挂钩。进一步的是，所述第一导轨位于第二导轨上方。进一步的是，所述第一滑块的下表面连接有第一红色标记箭头，所述第一红色标记箭头位于第一导轨设置有刻度标尺的一侧，所述第一红色标记箭头通过第一L形板与第一滑块的下表面固定在一起；所述第二滑块的下表面连接有第二红色标记箭头，所述第二红色标记箭头位于第二导轨设置有刻度标尺的一侧，所述第二红色标记箭头通过第二L形板与第二滑块的下表面固定在一起。进一步的是，所述第一导轨或第二导轨的上表面设置有水平仪。进一步的是，所述底座的左端或右端设置有用于调节底座倾斜度的调节螺母。进一步的是，所述第一滚轮、第二滚轮均为滚珠轴承。进一步的是，所述拉绳固定器包括支撑板、第一插杆、第二插杆、第一固定板、第二固定板、第一活动板、第二活动板、第一卡板、第二卡板、第一弹簧、第二弹簧，所述支撑板上设置有第一插孔与第二插孔，所述第一插杆的下端插入第一插孔内，第二插杆的下端插入第二插孔内，第一插杆的上端与第二插杆的上端通过连接杆连接成一体；所述支撑板、第一固定板、第二固定板均固定在左支架上，所述第一活动板套设在第一插杆上，在外力作用下，第一活动板沿第一插杆来回滑动，所述第一固定板上设置有与第一插杆的外径相匹配的通孔，所述第一插杆的末端穿过第一固定板上设置的通孔且在外力作用下，第一插杆在第一固定板上设置的通孔内来回滑动，所述第一卡板固定在第一插杆的中部，且第一活动板位于第一卡板与第一固定板之间，所述第一弹簧套设在第一插杆上且第一弹簧位于第一活动板与第一固定板之间，所述第二活动板套设在第二插杆上，在外力作用下，第二活动板沿第二插杆来回滑动，所述第二固定板上设置有与第二插杆的外径相匹配的通孔，所述第二插杆的末端穿过第二固定板上设置的通孔且在外力作用下，第二插杆在第二固定板上设置的通孔内来回滑动，所述第二卡板固定在第一插杆的中部，且第二活动板位于第一卡板与第一固定板之间，所述第二弹簧套设在第二插杆上且第二弹簧位于第一卡板与第一活动板之间，当第一弹簧、第二弹簧均处于未压缩状态时，第一卡板位于第一导轨的上方，第二活动板位于第二导轨的上方，当推动连接杆使第一弹簧、第二弹簧均处于压缩状态时，第一卡板的边缘靠近第一导轨的边缘并将第一拉绳卡住，同时第二活动板的边缘靠近第二导轨的边缘并将第二拉绳卡住。进一步的是，所述第一插杆的末端、第二插杆的末端均设置有限位块。本技术的有益效果是：该牛顿第二定律教学演示仪在使用时，只需在第一挂钩、第二挂钩、第三挂钩、第四挂钩按照实验要求悬挂上砝码，然后通过打开拉绳控制器，使第一拉绳和第二拉绳的左端不受力，第一拉绳在第二挂钩上悬挂的砝码的重力作用下向右移动，同时带动第一滑块、第一挂钩上悬挂的砝码移动，第二拉绳在第四挂钩上悬挂的砝码的重力作用下向右移动，同时带动第二滑块、第三挂钩上悬挂的砝码移动，当移动一段距离后，关闭拉绳控制器，将第一拉绳和第二拉绳同时固定住，此时，拉绳不再移动，记录下各个挂钩悬挂的砝码质量以及滑块的移动距离，在时间相同的情况下，位移和加速度成正比，只要比较两个滑块的位移，就可以比较它们的加速度，采用此法进行实验探究，既可避免复杂的计算，又可省去许多演示实验的时间，同时还能定性与定量相结合进行直观地牛顿第二定律的验证演示实验，提高学生对较为抽象的加速度与质量、加速度与力、加速度与研究物体位移之间的关系等知识概念的理解，具有形象化、直观性强的显著特点，另外，本仪器操作安全简便，既可以用着教师课堂演示，又可以供学生分组实验使用，对于提高中学物理教学质量起到了有益的作用，再者，由于采用轨道、滑块、滚轮结合的设计，避免了传统小车易脱轨、变量改变不直观、操作不便等弊端。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1是本技术所述牛顿第二定律教学演示仪本文档来自技高网...

【技术保护点】
牛顿第二定律教学演示仪，其特征在于：包括底座(1)、第一导轨(2)、第二导轨(3)、第一拉绳(4)、第二拉绳(5)，所述底座(1)上设置有左支架(6)与右支架(7)，所述第一导轨(2)的左端固定在左支架(6)上，第一导轨(2)的右端固定在右支架(7)上，所述第二导轨(3)的左端固定在左支架(6)上，第二导轨(3)的右端固定在右支架(7)上，所述第一导轨(2)与第二导轨(3)互相平行且水平设置，所述第一导轨(2)、第二导轨(3)均为中空的腔体结构，所述第一导轨(2)的一侧表面和第二导轨(3)的一侧表面均设置有刻度标尺(8)；所述第一导轨(2)的下表面沿其长度方向设置有第一滑槽(9)，所述第一滑槽(9)的宽度小于第一导轨(2)的内部空腔的宽度，所述第一滑槽(9)底部与第一导轨(2)的内部空腔连通，所述第一导轨(2)的空腔内设置有第一滑块(10)，所述第一滑块(10)的下表面设置有两个第一滚轮(11)，所述两个第一滚轮(11)分别位于第一滑槽(9)的两侧，所述第一滑块(10)的中心位置连接有第一挂绳(12)，所述第一挂绳(12)的末端穿过第一滑槽(9)，所述第一挂绳(12)的末端连接有用于吊挂砝码的第一挂钩(13)，所述第一导轨(2)的右端设置有第一定滑轮(14)，所述第一定滑轮(14)位于第一导轨(2)的下方，所述左支架(6)上设置有拉绳固定器(15)，所述第一拉绳(4)的中部与第一挂绳(12)固定在一起，第一拉绳(4)的左端沿第一导轨(2)的空腔向左延伸且穿过拉绳固定器(15)，第一拉绳(4)的右端沿第一导轨(2)的空腔向右延伸且绕过第一定滑轮(14)，第一拉绳(4)的右端固定有用于吊挂砝码的第二挂钩(16)；所述第二导轨(3)的下表面沿其长度方向设置有第二滑槽(17)，所述第二滑槽(17)的宽度小于第二导轨(3)的内部空腔的宽度，所述第二滑槽(17)底部与第二导轨(3)的内部空腔连通，所述第二导轨(3)的空腔内设置有第二滑块(18)，所述第二滑块(18)的下表面设置有两个第二滚轮(19)，所述两个第二滚轮(19)分别位于第二滑槽(17)的两侧，所述第二滑块(18)的中心位置连接有第二挂绳(20)，所述第二挂绳(20)的末端穿过第二滑槽(17)，所述第二挂绳(20)的末端连接有用于吊挂砝码的第三挂钩(21)，所述第二导轨(3)的右端设置有第二定滑轮(22)，所述第二定滑轮(22)位于第二导轨(3)的下方，所述第二拉绳(5)的中部与第二挂绳(20)固定在一起，第二拉绳(5)的左端沿第二导轨(3)的的空腔向左延伸且穿过拉绳固定器(15)，第二拉绳(5)的右端沿第二导轨(3)的空腔向右延伸且绕过第二定滑轮(22)，第二拉绳(5)的右端固定有用于吊挂砝码的第四挂钩(23)。...

【技术特征摘要】
1.牛顿第二定律教学演示仪，其特征在于：包括底座(1)、第一导轨(2)、第二导轨(3)、第一拉绳(4)、第二拉绳(5)，所述底座(1)上设置有左支架(6)与右支架(7)，所述第一导轨(2)的左端固定在左支架(6)上，第一导轨(2)的右端固定在右支架(7)上，所述第二导轨(3)的左端固定在左支架(6)上，第二导轨(3)的右端固定在右支架(7)上，所述第一导轨(2)与第二导轨(3)互相平行且水平设置，所述第一导轨(2)、第二导轨(3)均为中空的腔体结构，所述第一导轨(2)的一侧表面和第二导轨(3)的一侧表面均设置有刻度标尺(8)；所述第一导轨(2)的下表面沿其长度方向设置有第一滑槽(9)，所述第一滑槽(9)的宽度小于第一导轨(2)的内部空腔的宽度，所述第一滑槽(9)底部与第一导轨(2)的内部空腔连通，所述第一导轨(2)的空腔内设置有第一滑块(10)，所述第一滑块(10)的下表面设置有两个第一滚轮(11)，所述两个第一滚轮(11)分别位于第一滑槽(9)的两侧，所述第一滑块(10)的中心位置连接有第一挂绳(12)，所述第一挂绳(12)的末端穿过第一滑槽(9)，所述第一挂绳(12)的末端连接有用于吊挂砝码的第一挂钩(13)，所述第一导轨(2)的右端设置有第一定滑轮(14)，所述第一定滑轮(14)位于第一导轨(2)的下方，所述左支架(6)上设置有拉绳固定器(15)，所述第一拉绳(4)的中部与第一挂绳(12)固定在一起，第一拉绳(4)的左端沿第一导轨(2)的空腔向左延伸且穿过拉绳固定器(15)，第一拉绳(4)的右端沿第一导轨(2)的空腔向右延伸且绕过第一定滑轮(14)，第一拉绳(4)的右端固定有用于吊挂砝码的第二挂钩(16)；所述第二导轨(3)的下表面沿其长度方向设置有第二滑槽(17)，所述第二滑槽(17)的宽度小于第二导轨(3)的内部空腔的宽度，所述第二滑槽(17)底部与第二导轨(3)的内部空腔连通，所述第二导轨(3)的空腔内设置有第二滑块(18)，所述第二滑块(18)的下表面设置有两个第二滚轮(19)，所述两个第二滚轮(19)分别位于第二滑槽(17)的两侧，所述第二滑块(18)的中心位置连接有第二挂绳(20)，所述第二挂绳(20)的末端穿过第二滑槽(17)，所述第二挂绳(20)的末端连接有用于吊挂砝码的第三挂钩(21)，所述第二导轨(3)的右端设置有第二定滑轮(22)，所述第二定滑轮(22)位于第二导轨(3)的下方，所述第二拉绳(5)的中部与第二挂绳(20)固定在一起，第二拉绳(5)的左端沿第二导轨(3)的的空腔向左延伸且穿过拉绳固定器(15)，第二拉绳(5)的右端沿第二导轨(3)的空腔向右延伸且绕过第二定滑轮(22)，第二拉绳(5)的右端固定有用于吊挂砝码的第四挂钩(23)。2.如权利要求1所述的牛顿第二定律教学演示仪，其特征在于：所述第一导轨(2)位于第二导轨(3)上方。3.如权利要求2所述的牛顿第二定律教学演示仪，其特征在于：所述第一滑块(10)的下表面连接有第一红色标记箭头(24)，所述第一红色标记箭头(24)位于第一导轨(2)设置有刻度标尺(8)的一侧，所述第一红色标记箭头(24)通过第一L形板(25)与第一滑块(10)的下表面固定在一起；所述第二滑块(18)的下表面连接有第二红色标记箭头(26)，所述第二红色标记箭头(26)位于第二导轨(3)设置有刻度标尺(8)的一侧，所述第二红色标记箭头(26)通...

【专利技术属性】
技术研发人员：李健，汪志刚，熊程，孙莉，钟美玲，洋学丽，付菊，夏静，
申请(专利权)人：乐山师范学院，
类型：新型
国别省市：四川,51