本發明專利技術涉及一種作用力與反作用力的演示裝置。本演示裝置包括設置在展臺臺面上的支架，支架與展臺固定連接；支架與展臺臺面之間固設有垂直于展臺臺面的桿狀導向部件；導向部件上設有至少兩個可上下自由滑動的小球。使用本演示裝置的時候，參觀者或學習者首先沿著導向部件的限定方向將小球移動到支架上端后釋放，當小球下落到展臺臺面后，小球之間就會發生碰撞，由于小球材質的不同，因此處于上端的小球重新彈起的高度將等于或低于所釋放時的高度，從而直觀地展示了作用力與反作用力和彈性碰撞與非彈性碰撞的物理現象。參觀者或學習者通過本演示裝置可以清晰地觀察到碰撞現象的整個過程，從而大大促進了參觀者或學習者對力學原理的認知。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種作用力與反作用力的演示裝置，主要用于科普教育和教學實踐活動。
技術介紹
力是物體對物體的作用，所以力都是成對出現的。有力就有施力物體和受力物體。兩物體間通過不同的形式發生相互作用如吸引、相對運動、形變等而產生的力，叫做作用力。由于兩個物體間的作用總是相互的，那么我們把物體間相互作用的一對力，叫做作用力和反作用力。有作用力就有反作用力。我們可以把其中任何一個力叫做作用力，另一個力叫做反作用力。分子的整齊排列，正是依靠這種強大的作用力。在理想情況下，物體碰撞后，形變能夠恢復，不發熱、發聲，沒有動能損失，這種碰撞稱為彈性碰撞，又稱完全彈性碰撞。真正的彈性碰撞只在分子、原子以及更小的微粒之間才會出現。碰撞過程中物體往往會發生形變，還會發熱、發聲。因此在一般情況下，碰撞過程中會有動能損失，即動能、機械能都不守恒，這類碰撞稱為非彈性碰撞。碰撞后物體結合在一起，或者速度相等，看做一個整體時動能損失最大，這種碰撞叫做完全非彈性碰撞，完全非彈性碰撞的過程機械能也不守恒。在教學過程中，通常教師都要在黑板上繪制解說圖，盡力地描述作用力與反作用力的狀態，以及彈性碰撞與非彈性碰撞的狀態。學生只能憑借著想象力來抽象的理解。同樣的，在科普場館如何直觀的展示這些內容，也困擾著展品設計者。
技術實現思路
針對上述現有技術中的不足之處，本專利技術要解決的技術問題是提供一種作用力與反作用力的演示裝置，能讓參觀者或學習者更加直觀地感受到由于作用力與反作用力和彈性碰撞與非彈性碰撞的緣故產生的直觀展示效果，并且適合長期在教學和科普場館中使用。為了實現上述目的，本專利技術通過以下技術方案實現:一種作用力與反作用力的演示裝置，包括設置在展臺臺面上的支架，所述支架與展臺固定連接;所述支架與展臺臺面之間固設有垂直于展臺臺面的桿狀導向部件;所述導向部件上設有至少兩個可上下自由滑動的小球。優選的，所述小球的材質為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或聚甲醛。優選的，本演示裝置在桿狀導向部件的旁側設置有帶有刻度的標尺，所述標尺的長度方向與導向部件的桿長方向平行。優選的，穿設于同一導向部件上的小球的直徑大小相異。進一步的，所述導向部件與穿設于其上的小球構成一個演示單元，所述演示單元設置為兩組，且兩組演示單元中的小球的材質相異。更進一步的，同一演示單元中的小球的直徑相同，不同演示單元中的小球的直徑相異。優選的，所述導向部件為表面光滑的金屬桿或鋼絲繩。優選的，所述導向部件的截面直徑為I?6_，小球的直徑為8?50_。本專利技術的有益效果在于:1)、本專利技術利用可以在支架上端和展臺臺面之間且垂直于展臺臺面的導向部件上上下自由滑動的小球，進行作用力與反作用力的演示。使用本演示裝置的時候，參觀者或學習者首先沿著導向部件的限定方向將小球移動到支架上端后釋放，當小球下落到展臺臺面后，小球之間就會發生碰撞，由于小球材質的不同，因此處于上端的小球重新彈起的高度將等于或低于所釋放時的高度，從而直觀地展示了作用力與反作用力和彈性碰撞與非彈性碰撞的物理現象。參觀者或學習者通過本演示裝置可以清晰地觀察到碰撞現象的整個過程，從而大大促進了參觀者或學習者對力學原理的認知。2)、當采用材料相同而直徑不同的小球進行演示的時候，參觀者或學習者可以清晰地觀察到所發生的現象與材料相同且直徑相同的小球所發生的演示現象是一樣的，從而展示了作用力與反作用力與物體的大小是無關的。3)、當采用材料不同而直徑相同的小球分別進行演示的時候，即某次演示時小球所用的材料是相同的，而在下一次演示時小球所用的材料則發生了改變，參觀者或學習者可以清晰地觀察到所發生的現象是不一樣的，從而展示了彈性碰撞與非彈性碰撞與物體的材料是相關的。4)、本專利技術在導向部件的旁側設置有標尺，由于標尺上設有刻度，因此極大地方便了觀眾的觀察和學習。5)、本專利技術由人力驅動而無需連接電源，并可根據實際需要在各種場所進行演示，符合節能減排的社會需要。本專利技術結構簡單，操作方便，降低了維護費用，適合于長期的教學和科普場館使用。【附圖說明】圖1為本專利技術單根鋼絲繩小球直徑相同結構示意圖；圖2為本專利技術雙根鋼絲繩小球直徑相同結構示意圖；圖3為本專利技術雙根鋼絲繩小球直徑不同結構示意圖；圖4為本專利技術單根鋼絲繩小球直徑不同結構示意圖。圖中標記符號的含義如下:1-展臺2-小球3-導向部件4-支架5-標尺【具體實施方式】為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本專利技術作進一步地詳細描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。實施例1如圖1所示，圖例為單根鋼絲繩小球直徑相同的作用力與反作用力演示裝置結構示意圖。該演示裝置包括展臺I，固定在展臺I臺面上的支架4，支架4的立柱上設置有標尺5，在支架4的上端與展臺I臺面之間固定垂直于展臺臺面的導向部件3即鋼絲繩，在鋼絲繩上串設有可以上下滑動的一組小球2，此組小球2中的直徑均相同。下面結合附圖對該演示裝置的工作過程做詳細說明。采用聚甲醛材料(POM)制作的小球:首先，參觀者或學習者用手或者適當的工具將小球沿著鋼絲繩將小球2向上移動至支架4的上端，然后釋放小球2。當小球2沿著鋼絲繩從高處向下滑落到展臺I的臺面時，小球2之間發生了碰撞，這個時候，上面的小球就會因為發生了彈性碰撞和反作用力的緣故，沿著鋼絲繩向上彈起，彈起的高度通過標尺5可以看到幾乎與釋放的高度一致。采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)材料制作的小球:首先，參觀者或學習者用手或者適當的工具將小球2沿著鋼絲繩向上移動至支架4的上端，然后釋放小球2。當小球2沿著鋼絲繩從高處向下滑落到展臺I的臺面時，小當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種作用力與反作用力的演示裝置，包括設置在展臺(1)臺面上的支架(4)，其特征在于：所述支架(4)與展臺(1)固定連接；所述支架(4)與展臺(1)臺面之間固設有垂直于展臺(1)臺面的桿狀導向部件(3)；所述導向部件(3)上設有至少兩個可上下自由滑動的小球(2)。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：馮帥將，李小甌，李春，李璇，仝文浩，黃洪明，邢金龍，
申請(專利權)人：合肥通用機械研究院，
類型：發明
國別省市：安徽;34
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