【技术实现步骤摘要】
本技术属于教学演示设备，特别是涉及一种碰撞实验的教学仪器。
技术介绍
1、在物理学中，动量p表示为物体的质量m和速度v的乘积，即p=m*v。弹性碰撞又称完全弹性碰撞，指在理想情况下，物体碰撞后，形变能够恢复，不发热、发声，动量和动能均守恒，生活中，硬质木球或钢球发生碰撞时，动能的损失很小，可以忽略不计，通常也可以将它们的碰撞看成弹性碰撞。而非弹性碰撞过程中动能不守恒、动量守恒。
2、想要更好的学习碰撞规律、提高建模思维，在高中物理中，常常会通过一系列小球碰撞实验来帮助学生更好的掌握，但目前的碰撞实验的教学仪器存在一些不足之处：器材偏小，导致距离稍远的同学观察不清楚；能做的实验较少，只能实现小球的弹性碰撞，不能模拟小球的非弹性碰撞和极大球与极小球的弹性碰撞实验；也不能定量的测定小球碰撞前后的速度。因此，怎样制造一台构造简便的仪器来展示多种类型的碰撞实验，成为人们的研究重点。
技术实现思路
1、本技术的目的是针对现有技术中存在的问题，提出一种碰撞实验的教学仪器，它通过设置一个大球、两个小球和安装在左右立柱上的螺线管，可以模拟质量相等的动碰静弹性碰撞实验、质量相等的动碰静完全非弹性碰撞实验、总动量为零的对向弹性碰撞实验、总动量为零的完全非弹性碰撞实验、极大球与极小球的弹性碰撞实验和极小球与极大球的弹性碰撞实验这六个实验，并且设置光电门连接计时器，计时器记录小球运动时的挡光时间，使学生们在观察实验现象的基础上再通过实际数据对比碰撞前后各小球的速度变化，能够对碰撞规律理解的更加深
2、本技术的目的是这样实现的：
3、一种碰撞实验的教学仪器，包括支架，所述支架的下部为底板，底板上设置左右立柱，左右立柱上固定连接一矩形顶架，所述顶架前后侧的横梁上分别对称设置有第一挂钩、第二挂钩、第三挂钩，两对称的第一挂钩通过吊绳悬挂一个大球，两对称的第二挂钩通过吊绳悬挂一号小球，两对称的第三挂钩通过吊绳悬挂二号小球，所述一号小球、二号小球为体积质量相同的铁球，所述大球为铅球，左右立柱上分别设置有电磁铁，两电磁铁的高度相同，所述一号小球、二号小球相接触呈自然垂悬状态，各小球距所对的电磁铁的距离相同，所述大球呈自然垂悬状态与一号小球接触，所述大球、一号小球、二号小球的球心位于同一水平线上，一下横梁固定连接在左右立柱之间，所述下横梁上设置有两个光电门，所述光电门底部设有插接柱，下横梁上设有多个光电门安装孔，所述插接柱插接在任意两个光电门安装孔内，所述光电门位于一号小球、二号小球下方，所述大球、一号小球、二号小球的下部设有安装遮光片的槽，所述底板上设置有电源和计时器。
4、所述大球、一号小球、二号小球的顶部均设有供吊绳穿过的吊环。
5、所述顶架的左侧横梁固定设置有用于放置大球的大圆环和用于放置一号小球的小圆环，所述顶架的右侧横梁固定设置有用于放置二号小球的小圆环。
6、所述电磁铁的铁芯上套有螺线管，铁芯一端与一底座铰接，所述左右立柱上均设有多个电磁铁安装孔，所述底座通过电磁铁安装孔与立柱固定连接。
7、所述底座上设有一铰接槽，所述电磁铁的一端位于铰接槽中，通过销轴与底座铰接，使电磁铁可以形成向上直立或水平定位状态。
8、所述左右立柱上均设有五个电磁铁安装孔，所述电磁铁安装孔分别位于左右立柱的不同高度，所述左右立柱上的电磁铁安装孔相互对称设置。
9、所述电源为用于给电磁铁供电的04004学生电源，所述计时器为用于记录挡光时间的j12007数字计时器。
10、所述04004学生电源为直流电源。
11、所述底板上设置有收纳盒，用于收纳螺线管、轴承润滑油、纸巾。
12、采用上述方案，一种碰撞实验的教学仪器，包括支架，所述支架的下部为底板，底板上设置左右立柱，左右立柱上固定连接一矩形顶架，所述顶架前后侧的横梁上分别对称设置有第一挂钩、第二挂钩、第三挂钩，两对称的第一挂钩通过吊绳悬挂一个大球，两对称的第二挂钩通过吊绳悬挂一号小球，两对称的第三挂钩通过吊绳悬挂二号小球，所述一号小球、二号小球为体积质量相同的铁球，所述大球为铅球，用来分别模拟质量相同的小球之间的碰撞实验、极大球与极小球之间的碰撞实验。左右立柱上分别设置有电磁铁，用于吸附小球，两电磁铁的高度相同，所述一号小球、二号小球相接触呈自然垂悬状态，各小球距所对的电磁铁的距离相同，模拟总动量为零的对向弹性碰撞实验、总动量为零的完全非弹性碰撞实验时可以实现两小球在相同高度上同时释放。所述大球呈自然垂悬状态与一号小球接触，所述大球、一号小球、二号小球的球心位于同一水平线上，保证实验时能够在最低点对心碰撞。一下横梁固定连接在左右立柱之间，所述下横梁上设置有两个光电门安装孔，且位于下横梁中心点的两侧，两个光电门底部设有插接柱，所述光电门通过插接柱安装在光电门安装孔中，且位于一号小球、二号小球下方，所述一号小球、二号小球的下部设有遮光片，所述光电门位于遮光片的一侧，所述底板上设置有电源和计时器，电源用于接通和断开螺线管的供电，计时器连接光电门用于记录小球摆动时遮光片的挡光时间，同学们不仅能清楚观察到实验现象，还能通过实际数据对比碰撞前后各小球的速度变化，能够对碰撞规律理解的更加深刻。
13、本技术的碰撞实验的教学仪器，能够直观演示六种不同形式的碰撞实验，帮助学生更好的学习和理解碰撞概念，器材尺寸较大，远处的学生也能看得清楚，顶架、左右立柱、底板、下横梁的框架结构可拆卸，方便携带和运输，成本低。
14、以下结合说明书附图和具体实施方式对本技术作进一步说明。
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1.一种碰撞实验的教学仪器，包括支架，所述支架的下部为底板（1），底板（1）上设置左右立柱（7），左右立柱（7）上固定连接一矩形顶架（9），其特征在于：所述顶架（9）前后侧的横梁上分别对称设置有第一挂钩（23）、第二挂钩（24）、第三挂钩（25），两对称的第一挂钩（23）通过吊绳悬挂一个大球（8），两对称的第二挂钩（24）通过吊绳悬挂一号小球（13），两对称的第三挂钩（25）通过吊绳悬挂二号小球（16），所述一号小球（13）、二号小球（16）为体积质量相同的铁球，所述大球（8）为铅球，左右立柱（7）上分别设置有电磁铁（15），两电磁铁（15）的高度相同，所述一号小球（13）、二号小球（16）相接触呈自然垂悬状态，各小球距所对的电磁铁（15）的距离相同，所述大球（8）呈自然垂悬状态与一号小球（13）接触，所述大球（8）、一号小球（13）、二号小球（16）的球心位于同一水平线上，一下横梁（5）固定连接在左右立柱（7）之间，所述下横梁（5）上设置有两个光电门（6），所述光电门（6）底部设有插接柱（26），下横梁（5）上设有多个光电门安装孔（12），所述插接柱（26）插接在任意两个光电门
2.根据权利要求1所述的碰撞实验的教学仪器，其特征在于：所述大球（8）、一号小球（13）、二号小球（16）的顶部均设有供吊绳穿过的吊环（21）。
3.根据权利要求1所述的碰撞实验的教学仪器，其特征在于：所述顶架（9）的左侧横梁固定设置有用于放置大球（8）的大圆环（11）和用于放置一号小球（13）的小圆环（14），所述顶架（9）的右侧横梁固定设置有用于放置二号小球（16）的小圆环（14）。
4.根据权利要求1所述的碰撞实验的教学仪器，其特征在于：所述电磁铁（15）的铁芯（19）上套有螺线管（18），铁芯（19）一端与一底座（17）铰接，所述左右立柱（7）上均设有多个电磁铁安装孔（27），所述底座（17）通过电磁铁安装孔（27）与立柱（7）固定连接。
5.根据权利要求4所述的碰撞实验的教学仪器，其特征在于：所述底座（17）上设有一铰接槽（22），所述电磁铁（15）的一端位于铰接槽（22）中，通过销轴（20）与底座（17）铰接，使电磁铁（15）可以形成向上直立或水平定位状态。
6.根据权利要求4所述的碰撞实验的教学仪器，其特征在于：所述左右立柱（7）上均设有五个电磁铁安装孔（27），所述电磁铁安装孔（27）分别位于左右立柱（7）的不同高度，所述左右立柱（7）上的电磁铁安装孔（27）相互对称设置。
7.根据权利要求1所述的碰撞实验的教学仪器，其特征在于：所述电源（3）为用于给电磁铁（15）供电的04004学生电源，所述计时器（4）为用于记录挡光时间的J12007数字计时器。
8.根据权利要求7所述的碰撞实验的教学仪器，其特征在于：所述04004学生电源为直流电源。
9.根据权利要求1所述的碰撞实验的教学仪器，其特征在于：所述底板（1）上设置有收纳盒（2），用于收纳螺线管（18）、轴承润滑油、纸巾。
...【技术特征摘要】
1.一种碰撞实验的教学仪器，包括支架，所述支架的下部为底板（1），底板（1）上设置左右立柱（7），左右立柱（7）上固定连接一矩形顶架（9），其特征在于：所述顶架（9）前后侧的横梁上分别对称设置有第一挂钩（23）、第二挂钩（24）、第三挂钩（25），两对称的第一挂钩（23）通过吊绳悬挂一个大球（8），两对称的第二挂钩（24）通过吊绳悬挂一号小球（13），两对称的第三挂钩（25）通过吊绳悬挂二号小球（16），所述一号小球（13）、二号小球（16）为体积质量相同的铁球，所述大球（8）为铅球，左右立柱（7）上分别设置有电磁铁（15），两电磁铁（15）的高度相同，所述一号小球（13）、二号小球（16）相接触呈自然垂悬状态，各小球距所对的电磁铁（15）的距离相同，所述大球（8）呈自然垂悬状态与一号小球（13）接触，所述大球（8）、一号小球（13）、二号小球（16）的球心位于同一水平线上，一下横梁（5）固定连接在左右立柱（7）之间，所述下横梁（5）上设置有两个光电门（6），所述光电门（6）底部设有插接柱（26），下横梁（5）上设有多个光电门安装孔（12），所述插接柱（26）插接在任意两个光电门安装孔（12）内，所述光电门（6）位于一号小球（13）、二号小球（16）下方，所述大球（8）、一号小球（13）、二号小球（16）的下部设有安装遮光片（10）的槽，所述底板（1）上设置有电源（3）和计时器（4）。
2.根据权利要求1所述的碰撞实验的教学仪器，其特征在于：所述大球（8）、一号小球（13）、二号小球（16）的顶部均设有供吊绳穿过的吊环（21）。
3.根据权利要求1所述的碰撞实验...
【专利技术属性】
技术研发人员：李吉，刘艳红，徐波，向浩，易吉淑，刘军，焦永文，谭靖，范怡，傅晓琴，
申请(专利权)人：重庆市丰都第二中学校，
类型：新型
国别省市：
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