王愷驪

（深圳科學(xué)高中，廣東 深圳 518129）

1 技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及向心力實(shí)驗(yàn)演示設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種電動(dòng)式平拋演示裝置。

2 背景技術(shù)

平拋運(yùn)動(dòng)是指物體以一定的初速度沿水平方向拋出，其運(yùn)動(dòng)曲線為一拋物線，平拋運(yùn)動(dòng)可視為豎直方向上初速度為零，只受重力作用的自由落體運(yùn)動(dòng)和水平方向上不受外力，由于慣性而做初速度不變的勻速直線運(yùn)動(dòng)。在學(xué)習(xí)過程中，為了便于學(xué)生理解上述概念，各廠家研制出實(shí)驗(yàn)教具，其結(jié)構(gòu)包括背板10和底座16，在背板左上角和左下角均安裝一折彎軌道1，該兩個(gè)軌道左側(cè)的最高點(diǎn)分別安裝平拋電磁鐵2和勻速運(yùn)動(dòng)電磁鐵12，在背板右上角安裝一自由落體電磁鐵11，在上述三個(gè)電磁鐵上吸附金屬球6，然后按下控制開關(guān)，使三個(gè)電磁鐵同步失電，三個(gè)金屬球運(yùn)動(dòng)，將平拋運(yùn)動(dòng)、自由落體運(yùn)動(dòng)和勻速直線運(yùn)動(dòng)在背板上演示出來。

3 實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了自動(dòng)放置金屬球、不影響講課進(jìn)度的一種電動(dòng)式平拋演示裝置。

本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是：一種電動(dòng)式平拋演示裝置，包括背板、折彎軌道和電磁鐵，在背板的左上角和左下角均安裝一個(gè)折彎軌道，該兩個(gè)折彎軌道最高點(diǎn)處分別安裝一個(gè)電磁鐵，在背板右上角安裝第三個(gè)電磁鐵，其特征在于：每個(gè)所述電磁鐵旁安裝一個(gè)內(nèi)部放置多個(gè)金屬球的金屬球倉，該金屬球倉出口段前端開口相對(duì)位的朝向所述電磁鐵，所述出口段插裝一用于阻擋金屬球的擋板，該擋板后測(cè)的出口段上端制出一開口，該開口處嵌裝一輔助電磁鐵，每個(gè)所述輔助電磁鐵和相對(duì)位的所述電磁鐵交替工作。而且，位于左上角和左下角的所述金屬球倉出口段前端開口與所述折彎軌道內(nèi)側(cè)底面之間的距離大于1倍金屬球的直徑且小于1.5倍金屬球的直徑，位于右上角的所述金屬球倉出口段前端開口與該處所述電磁鐵的吸附點(diǎn)之間的距離大于1倍金屬球的直徑且小于1.5倍金屬球的直徑，每個(gè)所述金屬球倉出口段的內(nèi)徑大于所述金屬球的直徑。而且，每個(gè)所述電磁鐵均通過一聯(lián)動(dòng)開關(guān)的常閉觸點(diǎn)和一個(gè)總開關(guān)串聯(lián)連接電源，每個(gè)所述輔助電磁鐵通過所述聯(lián)動(dòng)開關(guān)的常開觸點(diǎn)和所述總開關(guān)串聯(lián)連接電源。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：本實(shí)用新型中，在背板上安裝的每個(gè)電磁鐵旁邊均固定一金屬球倉，每個(gè)金屬球倉出口段上端所制的開口處嵌裝一輔助電磁鐵，每個(gè)所述輔助電磁鐵和相對(duì)位的所述電磁鐵交替工作，操作人員按下總開關(guān)，然后打開三個(gè)金屬球倉的擋板，此時(shí)電磁鐵得電，輔助電磁鐵無電，第一金屬球落下且被電磁鐵吸住，操作人員按下聯(lián)動(dòng)開關(guān)，電磁鐵無電，輔助電磁鐵得電，此時(shí)第一金屬球運(yùn)動(dòng)，第二個(gè)電磁鐵被輔助電磁鐵吸住，避免其落下，操作人員松開聯(lián)動(dòng)開關(guān)，電磁鐵得電，輔助電磁鐵無電，第二金屬球落下且被電磁鐵吸住，不斷重復(fù)及完成了平拋運(yùn)動(dòng)的演示，上述過程中，金屬球的落下及限位均自動(dòng)完成，操作人員只需要按動(dòng)聯(lián)動(dòng)開關(guān)，同時(shí)講解課程即可，無須手工放置金屬球，非常的方便。

附圖說明：圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1

4 具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明，下述實(shí)施例是說明性的，不是限定性的，不能以下述實(shí)施例來限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。一種電動(dòng)式平拋演示裝置，如圖1所示，包括背板10、折彎軌道1和電磁鐵，在背板的左上角和左下角均安裝一個(gè)折彎軌道，該兩個(gè)折彎軌道最高點(diǎn)處分別安裝一個(gè)電磁鐵2和12，在背板右上角安裝第三個(gè)電磁鐵11，本實(shí)用新型的創(chuàng)新在于：每個(gè)所述電磁鐵旁通過安裝梁9安裝一個(gè)內(nèi)部放置多個(gè)金屬球6的金屬球倉7，該金屬球倉出口段8前端開口15相對(duì)位的朝向所述電磁鐵，所述出口段插裝一用于阻擋金屬球的擋板4，該擋板后測(cè)的出口段上端制出一開口5，該開口處嵌裝一輔助電磁鐵3，每個(gè)所述輔助電磁鐵和相對(duì)位的所述電磁鐵交替工作。本實(shí)施例中，位于左上角和左下角的所述金屬球倉出口段前端開口與所述折彎軌道內(nèi)側(cè)底面之間的距離大于1倍金屬球的直徑且小于1.5倍金屬球的直徑，位于右上角的所述金屬球倉出口段前端開口與該處所述電磁鐵的吸附點(diǎn)之間的距離大于1倍金屬球的直徑且小于1.5倍金屬球的直徑，每個(gè)所述金屬球倉出口段的內(nèi)徑大于所述金屬球的直徑。

本實(shí)用新型使用時(shí)：每個(gè)所述電磁鐵均通過一聯(lián)動(dòng)開關(guān)的常閉觸點(diǎn)K21和一個(gè)總開關(guān)K1串聯(lián)連接電源，每個(gè)所述輔助電磁鐵通過所述聯(lián)動(dòng)開關(guān)的常開觸點(diǎn)K22和所述總開關(guān)K1串聯(lián)連接電源。

由于三個(gè)金屬球倉中的金屬球落下過程均相同，下面以左上角的電磁鐵進(jìn)行說明。（1）操作人員將金屬球加入到金屬球倉內(nèi)，打開總開關(guān)K1。（2）將三個(gè)金屬球倉的擋板打開，第一金屬球14落下，由于電磁鐵2有電，所以第一金屬球被電磁鐵吸住，第二金屬球13自金屬球倉出口段前端開口處漏出，然后靠接在第一金屬球上。（3）操作人員按下聯(lián)動(dòng)開關(guān)的常開觸點(diǎn)K22，該常開觸點(diǎn)使聯(lián)動(dòng)開關(guān)的常閉觸點(diǎn)K21斷開，此時(shí)第一金屬球失去電磁鐵的吸引，開始自由運(yùn)動(dòng)，同時(shí)輔助電磁鐵得電，由于金屬球倉出口段的內(nèi)徑大于金屬球的直徑，所以第二金屬球被輔助電磁鐵向側(cè)邊吸住，不會(huì)對(duì)第一金屬球的運(yùn)動(dòng)造成影響。（4）操作人員松開常開觸點(diǎn)，該常開觸點(diǎn)K22自動(dòng)復(fù)位斷開，使常閉觸點(diǎn)K21自動(dòng)復(fù)位閉合，此時(shí)第二金屬球落下被電磁鐵吸附，第三金屬球自金屬球倉出口段前端開口處漏出，然后靠接在第二金屬球上。（5）重復(fù)步驟3和4，完成平拋運(yùn)動(dòng)的演示。

本實(shí)用新型中，金屬球的落下及限位均自動(dòng)完成，操作人員只需要按動(dòng)聯(lián)動(dòng)開關(guān)，同時(shí)講解課程即可，無須手工放置金屬球，非常的方便。

[1]馬中江，施新梅.電子電路控制的“平拋運(yùn)動(dòng)”演示裝置[J].物理教學(xué)探討，2005（23）：60-61.