一種電動式平拋演示裝置

王愷驪

（深圳科學高中，廣東 深圳 518129）

1 技術領域

本實用新型涉及向心力實驗演示設備領域，尤其是一種電動式平拋演示裝置。

2 背景技術

平拋運動是指物體以一定的初速度沿水平方向拋出，其運動曲線為一拋物線，平拋運動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動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動。在學習過程中，為了便于學生理解上述概念，各廠家研制出實驗教具，其結構包括背板10和底座16，在背板左上角和左下角均安裝一折彎軌道1，該兩個軌道左側的最高點分別安裝平拋電磁鐵2和勻速運動電磁鐵12，在背板右上角安裝一自由落體電磁鐵11，在上述三個電磁鐵上吸附金屬球6，然后按下控制開關，使三個電磁鐵同步失電，三個金屬球運動，將平拋運動、自由落體運動和勻速直線運動在背板上演示出來。

3 實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供了自動放置金屬球、不影響講課進度的一種電動式平拋演示裝置。

本實用新型采取的技術方案是：一種電動式平拋演示裝置，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折彎軌道，該兩個折彎軌道最高點處分別安裝一個電磁鐵，在背板右上角安裝第三個電磁鐵，其特征在于：每個所述電磁鐵旁安裝一個內部放置多個金屬球的金屬球倉，該金屬球倉出口段前端開口相對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，每個所述輔助電磁鐵和相對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側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，每個所述金屬球倉出口段的內徑大于所述金屬球的直徑。而且，每個所述電磁鐵均通過一聯動開關的常閉觸點和一個總開關串聯連接電源，每個所述輔助電磁鐵通過所述聯動開關的常開觸點和所述總開關串聯連接電源。

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

附圖說明：圖1是本實用新型的結構示意圖。

圖1

4 具體實施方式

下面結合實施例，對本實用新型進一步說明，下述實施例是說明性的，不是限定性的，不能以下述實施例來限定本實用新型的保護范圍。一種電動式平拋演示裝置，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折彎軌道，該兩個折彎軌道最高點處分別安裝一個電磁鐵2和12，在背板右上角安裝第三個電磁鐵11，本實用新型的創新在于：每個所述電磁鐵旁通過安裝梁9安裝一個內部放置多個金屬球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，每個所述輔助電磁鐵和相對位的所述電磁鐵交替工作。本實施例中，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側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，每個所述金屬球倉出口段的內徑大于所述金屬球的直徑。

本實用新型使用時：每個所述電磁鐵均通過一聯動開關的常閉觸點K21和一個總開關K1串聯連接電源，每個所述輔助電磁鐵通過所述聯動開關的常開觸點K22和所述總開關K1串聯連接電源。

由于三個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行說明。（1）操作人員將金屬球加入到金屬球倉內，打開總開關K1。（2）將三個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）操作人員按下聯動開關的常開觸點K22，該常開觸點使聯動開關的常閉觸點K21斷開，此時第一金屬球失去電磁鐵的吸引，開始自由運動，同時輔助電磁鐵得電，由于金屬球倉出口段的內徑大于金屬球的直徑，所以第二金屬球被輔助電磁鐵向側邊吸住，不會對第一金屬球的運動造成影響。（4）操作人員松開常開觸點，該常開觸點K22自動復位斷開，使常閉觸點K21自動復位閉合，此時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）重復步驟3和4，完成平拋運動的演示。

本實用新型中，金屬球的落下及限位均自動完成，操作人員只需要按動聯動開關，同時講解課程即可，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“平拋運動”演示裝置[J].物理教學探討，2005（23）：60-61.