一种教学实验装置

本实用新型公开了一种教学实验装置，包括底板，底板的一侧固定有皮尺，底板的顶部设置有支撑架，支撑架的顶部固定有弧形导轨和直线导轨，弧形导轨的倾斜段上安装有夹持器，弧形导轨的平面段上设有第一小车，直线导轨上固定有势能测试装置，势能测试装置的一侧设有第二小车。本实用新型是一种教学实验装置，夹持器可在弧形导轨上任意滑动，既可以固定住小球，又可以调节小球的下落位置和高度，改变弧形导轨倾斜段的倾斜角度，从而可验证同一小球到达水平面速度与斜面倾斜角度是否有关，将图钉插入不同位置的限位孔中用于压缩弹簧，观察释放弹簧后第二小车被推动的距离，从而得出物体弹性势能大小和形变程度之间的关系。

技术领域

本实用新型涉及实验教学装置技术领域，特别涉及一种教学实验装置。

背景技术

在探究牛顿第一定律这个实验中，小车运动轨迹容易偏离方向、斜面连接处容易发生碰撞，毛巾和棉布的滑动导致小车滑行距离数据不准确，此外，每次实验只能一辆小车，所以多次实验时需要标记小车的起始位置，重新测量小车位置，操作和读数都不方便。在影响动能大小的因素这个实验中，小球的在木板上运动轨迹很容易偏离直线，导致小球撞击木块的撞击部位发生变化。木块被撞击后因滑动摩擦力较大移动距离短造成实验现象不明显，木块的移动距离每次也是需要刻度尺重新测量，测量过程复杂。在探究弹性势能大小的影响因素实验中，教师在讲这部分内容时也更多的是采用理论讲解为主，而学生仅凭回忆或想象，缺乏亲身直观体验。在同一小球到达水平面速度与斜面倾斜角度有关的实验中，由于没有实验验证，导致教师经常会忽略讲解此内容。故而提出一种教学实验装置解决上述问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种教学实验装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

本实用新型一种教学实验装置，包括底板，所述底板的一侧固定有皮尺，所述底板的顶部设置有支撑架，且呈中空结构，所述支撑架的顶部固定有弧形导轨和直线导轨，且弧形导轨和直线导轨远离支撑架的一端均通过螺钉与底板固定连接，所述弧形导轨的倾斜段上安装有夹持器，所述弧形导轨的平面段上设有第一小车，所述直线导轨上固定有势能测试装置，所述势能测试装置的一侧设有第二小车。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述势能测试装置包括壳体、弹簧、限位孔、图钉和刻度线，所述壳体的顶部依次等距开设有限位孔，所述限位孔上固定有图钉，且图钉和限位孔相适配，所述壳体的边侧设有刻度线，所述壳体的内部安装有弹簧，且壳体与第二小车通过弹簧弹性连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述夹持器与弧形导轨滑动连接，所述皮尺与底板通过螺钉固定连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述弧形导轨和直线导轨的平面端部均设有挡板，且呈V型结构。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述弧形导轨采用可塑性材料制作而成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型是一种教学实验装置，可以有效解决教学实验中的各种问题，在探究牛顿第一定律这个实验中，由于弧形导轨的原因，斜面和水平连接处采用弧形连接，使得将小球放置在弧形导轨内不会在途中发生碰撞，夹持器可在弧形导轨上任意滑动，既可以固定住小球，又可以调节小球的下落位置和高度，大大提高了实验数据的精准度；在影响动能大小的因素这个实验中，向第一小车中加入铁块，改变第一小车的质量，使得实验效果更明显；在同一小球到达水平面速度与斜面倾斜角度有关的实验中，改变弧形导轨倾斜段的倾斜角度，从而可验证同一小球到达水平面速度与斜面倾斜角度是否有关；在探究弹性势能大小的影响因素实验中，将图钉插入不同位置的限位孔中用于压缩弹簧，观察释放弹簧后第二小车被推动的距离，从而得出物体弹性势能大小和形变程度之间的关系。

附图说明null实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1-3所示，本实用新型提供一种教学实验装置，包括底板1，底板1的一侧固定有皮尺2，底板1的顶部设置有支撑架3，且呈中空结构，支撑架3的顶部固定有弧形导轨4和直线导轨5，且弧形导轨4和直线导轨5远离支撑架3的一端均通过螺钉与底板1固定连接，弧形导轨4的倾斜段上安装有夹持器6，弧形导轨4的平面段上设有第一小车7，直线导轨5上固定有势能测试装置8，势能测试装置8的一侧设有第二小车9。

进一步的，势能测试装置8包括壳体81、弹簧82、限位孔83、图钉84和刻度线85，壳体81的顶部依次等距开设有限位孔83，限位孔83上固定有图钉84，且图钉84和限位孔83相适配，壳体81的边侧设有刻度线85，壳体81的内部安装有弹簧82，且壳体81与第二小车9通过弹簧82弹性连接，将图钉84插入不同位置的限位孔83中用于压缩壳体81内的弹簧82，观察释放弹簧82后第二小车9被推动的距离，从而得出物体弹性势能大小和形变程度之间的关系，通过刻度线85记录得出的实验数据。

夹持器6与弧形导轨4滑动连接，皮尺2与底板1通过螺钉固定连接，夹持器6可在弧形导轨4上任意滑动，从而小球的下落位置和高度得到调整。

弧形导轨4和直线导轨5的平面端部均设有挡板10，且呈V型结构，挡板10用于防止第一小车7从弧形导轨4中滚出，防止第二小车9从直线导轨5中滚出。

弧形导轨4采用可塑性材料制作而成，通过移动支撑架3位于底板1上的位置，达到调节弧形导轨4倾斜段的倾斜角度。

具体的，使用过程中，在探究牛顿第一定律这个实验中，将小球放置于夹持器6的夹持处，在弧形导轨4上分别放置毛巾或棉布，用于探究不同摩擦阻力对于小球运动的影响，通过夹持器6调节小球的下落位置和高度，开始试验时只需轻轻按压夹持器6，小球从夹持器6内滚出，通过皮尺2记录小球的滚动距离即可完成试验，该装置大大提高了实验数据的精准度；在影响动能大小的因素这个实验中，将小球放置于夹持器6的夹持处，通过夹持器6调节小球的下落位置和高度，开始试验时只需轻轻按压夹持器6，小球从夹持器6内滚出，保证小球每次撞击第一小车7的位置相同，通过皮尺2观察第一小车7位移的距离即可完成试验，通过向第一小车7内放置不同质量的铁块，改变第一小车7的整体质量，让试验效果更加明显；在同一小球到达水平面速度与斜面倾斜角度有关的实验中，通过移动支撑架3位于底板1上的位置，达到调节弧形导轨4和直线导轨5倾斜段的倾斜角度，将夹持器6放置于不同倾斜角度但是位置相同的弧形导轨4上，利用小球滚落后撞击相同质量的第一小车7，通过皮尺2观察第一小车7的滑行距离比较动能的大小，从而反映小球达到弧形导轨5水平面的速度大小；在探究弹性势能大小的影响因素实验中，将势能测试装置8上的图钉84插入不同位置的限位孔83中，用于压缩壳体81内的弹簧82，通过皮尺2观察释放弹簧82后第二小车9被推动的距离，从而得出物体弹性势能大小和形变程度之间的关系，通过刻度线85记录得出的实验数据。

该装置可以有效解决教学实验中的各种问题，在探究牛顿第一定律这个实验中，由于弧形导轨的原因，斜面和水平连接处采用弧形连接，使得将小球放置在弧形导轨内不会在途中发生碰撞，夹持器可在弧形导轨上任意滑动，既可以固定住小球，又可以调节小球的下落位置和高度，大大提高了实验数据的精准度；在影响动能大小的因素这个实验中，向第一小车中加入铁块，改变第一小车的质量，使得实验效果更明显；在同一小球到达水平面速度与斜面倾斜角度有关的实验中，改变弧形导轨倾斜段的倾斜角度，从而可验证同一小球到达水平面速度与斜面倾斜角度是否有关；在探究弹性势能大小的影响因素实验中，将图钉插入不同位置的限位孔中用于压缩弹簧，观察释放弹簧后第二小车被推动的距离，从而得出物体弹性势能大小和形变程度之间的关系。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。