一种电动式平抛演示装置

王恺骊

（深圳科学高中，广东 深圳 518129）

1 技术领域

本实用新型涉及向心力实验演示设备领域，尤其是一种电动式平抛演示装置。

2 背景技术

平抛运动是指物体以一定的初速度沿水平方向抛出，其运动曲线为一抛物线，平抛运动可视为竖直方向上初速度为零，只受重力作用的自由落体运动和水平方向上不受外力，由于惯性而做初速度不变的匀速直线运动。在学习过程中，为了便于学生理解上述概念，各厂家研制出实验教具，其结构包括背板10和底座16，在背板左上角和左下角均安装一折弯轨道1，该两个轨道左侧的最高点分别安装平抛电磁铁2和匀速运动电磁铁12，在背板右上角安装一自由落体电磁铁11，在上述三个电磁铁上吸附金属球6，然后按下控制开关，使三个电磁铁同步失电，三个金属球运动，将平抛运动、自由落体运动和匀速直线运动在背板上演示出来。

3 实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了自动放置金属球、不影响讲课进度的一种电动式平抛演示装置。

本实用新型采取的技术方案是：一种电动式平抛演示装置，包括背板、折弯轨道和电磁铁，在背板的左上角和左下角均安装一个折弯轨道，该两个折弯轨道最高点处分别安装一个电磁铁，在背板右上角安装第三个电磁铁，其特征在于：每个所述电磁铁旁安装一个内部放置多个金属球的金属球仓，该金属球仓出口段前端开口相对位的朝向所述电磁铁，所述出口段插装一用于阻挡金属球的挡板，该挡板后测的出口段上端制出一开口，该开口处嵌装一辅助电磁铁，每个所述辅助电磁铁和相对位的所述电磁铁交替工作。而且，位于左上角和左下角的所述金属球仓出口段前端开口与所述折弯轨道内侧底面之间的距离大于1倍金属球的直径且小于1.5倍金属球的直径，位于右上角的所述金属球仓出口段前端开口与该处所述电磁铁的吸附点之间的距离大于1倍金属球的直径且小于1.5倍金属球的直径，每个所述金属球仓出口段的内径大于所述金属球的直径。而且，每个所述电磁铁均通过一联动开关的常闭触点和一个总开关串联连接电源，每个所述辅助电磁铁通过所述联动开关的常开触点和所述总开关串联连接电源。

本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型中，在背板上安装的每个电磁铁旁边均固定一金属球仓，每个金属球仓出口段上端所制的开口处嵌装一辅助电磁铁，每个所述辅助电磁铁和相对位的所述电磁铁交替工作，操作人员按下总开关，然后打开三个金属球仓的挡板，此时电磁铁得电，辅助电磁铁无电，第一金属球落下且被电磁铁吸住，操作人员按下联动开关，电磁铁无电，辅助电磁铁得电，此时第一金属球运动，第二个电磁铁被辅助电磁铁吸住，避免其落下，操作人员松开联动开关，电磁铁得电，辅助电磁铁无电，第二金属球落下且被电磁铁吸住，不断重复及完成了平抛运动的演示，上述过程中，金属球的落下及限位均自动完成，操作人员只需要按动联动开关，同时讲解课程即可，无须手工放置金属球，非常的方便。

附图说明：图1是本实用新型的结构示意图。

图1

4 具体实施方式

下面结合实施例，对本实用新型进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本实用新型的保护范围。一种电动式平抛演示装置，如图1所示，包括背板10、折弯轨道1和电磁铁，在背板的左上角和左下角均安装一个折弯轨道，该两个折弯轨道最高点处分别安装一个电磁铁2和12，在背板右上角安装第三个电磁铁11，本实用新型的创新在于：每个所述电磁铁旁通过安装梁9安装一个内部放置多个金属球6的金属球仓7，该金属球仓出口段8前端开口15相对位的朝向所述电磁铁，所述出口段插装一用于阻挡金属球的挡板4，该挡板后测的出口段上端制出一开口5，该开口处嵌装一辅助电磁铁3，每个所述辅助电磁铁和相对位的所述电磁铁交替工作。本实施例中，位于左上角和左下角的所述金属球仓出口段前端开口与所述折弯轨道内侧底面之间的距离大于1倍金属球的直径且小于1.5倍金属球的直径，位于右上角的所述金属球仓出口段前端开口与该处所述电磁铁的吸附点之间的距离大于1倍金属球的直径且小于1.5倍金属球的直径，每个所述金属球仓出口段的内径大于所述金属球的直径。

本实用新型使用时：每个所述电磁铁均通过一联动开关的常闭触点K21和一个总开关K1串联连接电源，每个所述辅助电磁铁通过所述联动开关的常开触点K22和所述总开关K1串联连接电源。

由于三个金属球仓中的金属球落下过程均相同，下面以左上角的电磁铁进行说明。（1）操作人员将金属球加入到金属球仓内，打开总开关K1。（2）将三个金属球仓的挡板打开，第一金属球14落下，由于电磁铁2有电，所以第一金属球被电磁铁吸住，第二金属球13自金属球仓出口段前端开口处漏出，然后靠接在第一金属球上。（3）操作人员按下联动开关的常开触点K22，该常开触点使联动开关的常闭触点K21断开，此时第一金属球失去电磁铁的吸引，开始自由运动，同时辅助电磁铁得电，由于金属球仓出口段的内径大于金属球的直径，所以第二金属球被辅助电磁铁向侧边吸住，不会对第一金属球的运动造成影响。（4）操作人员松开常开触点，该常开触点K22自动复位断开，使常闭触点K21自动复位闭合，此时第二金属球落下被电磁铁吸附，第三金属球自金属球仓出口段前端开口处漏出，然后靠接在第二金属球上。（5）重复步骤3和4，完成平抛运动的演示。

本实用新型中，金属球的落下及限位均自动完成，操作人员只需要按动联动开关，同时讲解课程即可，无须手工放置金属球，非常的方便。

[1]马中江，施新梅.电子电路控制的“平抛运动”演示装置[J].物理教学探讨，2005（23）：60-61.