[發(fā)明專利]用于高中物理實(shí)驗(yàn)的計(jì)時(shí)系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)計(jì)時(shí)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710537071.9
• 申請(qǐng)日: 2017-07-04
• 公開（公告）號(hào): CN107315337A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳小丫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陳小丫
• 主分類號(hào): G04F5/02
• 分類號(hào): G04F5/02;G09B23/06
• 代理公司: 北京久維律師事務(wù)所11582
• 代理人: 邢江峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于教學(xué)用實(shí)驗(yàn)器材技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于高中物理實(shí)驗(yàn)的計(jì)時(shí)系統(tǒng)，以及利用該計(jì)時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)計(jì)時(shí)方法。

背景技術(shù)

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種高中物理實(shí)驗(yàn)中所使用的測(cè)量時(shí)間的工具。如果運(yùn)動(dòng)物體帶動(dòng)的紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，在紙帶上打下的點(diǎn)就記錄了物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，紙帶上的點(diǎn)也相應(yīng)的表示出了運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)刻的位置。研究紙帶上的各點(diǎn)間的間隔，就可分析物體的運(yùn)動(dòng)頻率。當(dāng)給電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的線圈通電后，線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，線圈中的振片被磁化，振片在永久磁鐵磁場(chǎng)的作用下向上或向下運(yùn)動(dòng)，由于交流電的方向每個(gè)周期要變化兩次，因此振片被磁化后的磁極要發(fā)生變化，永久磁鐵對(duì)它的作用力的方向也要發(fā)生變化。當(dāng)電流為圖甲所示時(shí)，此時(shí)打點(diǎn)一次或此時(shí)不打點(diǎn)，所以在交流電的一個(gè)周期內(nèi)打點(diǎn)一次，即每?jī)蓚€(gè)點(diǎn)間的時(shí)間間隔等于交流電的周期。

但是電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器存在計(jì)時(shí)不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)與計(jì)時(shí)互相干擾。電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作時(shí)，由市電經(jīng)線圈引起磁場(chǎng)的周期變化，驅(qū)動(dòng)彈片帶動(dòng)打點(diǎn)針，在運(yùn)動(dòng)物體拖動(dòng)的紙帶上，以50赫茲頻率打點(diǎn)。電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)針對(duì)運(yùn)動(dòng)中的紙帶產(chǎn)生沖擊和摩擦，干擾了紙帶的運(yùn)動(dòng)，這在自由落體實(shí)驗(yàn)中尤為顯著。

本發(fā)明的發(fā)明人在物理實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的上述缺點(diǎn)，在緊張的高中學(xué)習(xí)之余，經(jīng)過資料的查閱、模型的試制與測(cè)試設(shè)計(jì)了一種新型的物理實(shí)驗(yàn)計(jì)時(shí)設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一目的是提供一種用于高中物理實(shí)驗(yàn)的計(jì)時(shí)系統(tǒng)，本發(fā)明的第二目的是提供一種實(shí)驗(yàn)計(jì)時(shí)方法，以解決電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器存在計(jì)時(shí)不準(zhǔn)確的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述第一目的，本發(fā)明提供一種用于高中物理實(shí)驗(yàn)的計(jì)時(shí)系統(tǒng)，包括計(jì)時(shí)裝置和計(jì)時(shí)帶；所述計(jì)時(shí)帶為感光計(jì)時(shí)帶；所述計(jì)時(shí)裝置包括計(jì)時(shí)裝置基板、發(fā)光光源、光源定時(shí)控制器和計(jì)時(shí)帶限位器；所述發(fā)光光源固定在計(jì)時(shí)裝置基板上；所述光源定時(shí)控制器與發(fā)光光源電連接，用于控制發(fā)光光源以設(shè)定的時(shí)間間隔進(jìn)行閃光；所述計(jì)時(shí)帶限位器固定在計(jì)時(shí)裝置基板上，計(jì)時(shí)帶限位器的基體上設(shè)有帶孔，計(jì)時(shí)帶限位器還包括滑輪和輪軸，所述滑輪通過輪軸安裝在所述基體上，用于降低感光計(jì)時(shí)帶與基體的摩擦；所述基體上還設(shè)有通光孔，所述通光孔與所述帶孔連通，發(fā)光光源通過通光孔使位于帶孔內(nèi)的感光計(jì)時(shí)帶感光；所述感光計(jì)時(shí)帶內(nèi)設(shè)有感光層，感光層在發(fā)光光源照射下感光形成顯影點(diǎn)。

本發(fā)明如上所述的用于高中物理實(shí)驗(yàn)的計(jì)時(shí)系統(tǒng)，進(jìn)一步，所述光源定時(shí)控制器包括電源、PLC芯片、輸入控制器和顯示器；所述電源用于對(duì)發(fā)光光源、PLC芯片和顯示器供電；輸入控制器用于向PLC芯片輸入設(shè)定時(shí)間；所述顯示器與PLC芯片連接，用于顯示當(dāng)前所設(shè)定的時(shí)間間隔；所述PLC芯片以設(shè)定時(shí)間為間隔控制發(fā)光光源的閃光。

更進(jìn)一步，所述設(shè)定時(shí)間為0.005秒、0.01秒、0.02秒、0.03秒、0.04秒或0.05秒。

本發(fā)明如上所述的用于高中物理實(shí)驗(yàn)的計(jì)時(shí)系統(tǒng)，進(jìn)一步，所述滑輪具有兩組，每組滑輪沿豎直方向由上至下排布在計(jì)時(shí)帶限位器的帶孔內(nèi)；第一滑輪組與第二滑輪組之間供感光計(jì)時(shí)帶通過。

本發(fā)明如上所述的用于高中物理實(shí)驗(yàn)的計(jì)時(shí)系統(tǒng)，進(jìn)一步，所述計(jì)時(shí)帶限位器還包括感光計(jì)時(shí)帶潤(rùn)滑裝置；所述感光計(jì)時(shí)帶潤(rùn)滑裝置由滑石粉容納器、滑石粉撥輪和驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成；所述滑石粉容納器的下部設(shè)有漏粉孔，滑石粉容納器與計(jì)時(shí)帶限位器的基體連接，漏粉孔位置與滑輪的位置相對(duì)應(yīng)；所述滑石粉撥輪安裝在所述滑石粉容納器的內(nèi)腔，位置與漏粉孔相對(duì)應(yīng)；所述驅(qū)動(dòng)裝置用于驅(qū)動(dòng)滑石粉撥輪旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明如上所述的用于高中物理實(shí)驗(yàn)的計(jì)時(shí)系統(tǒng)，進(jìn)一步，所述漏粉孔在水平方向的長(zhǎng)度大于等于滑輪的長(zhǎng)度。

本發(fā)明如上所述的用于高中物理實(shí)驗(yàn)的計(jì)時(shí)系統(tǒng)，進(jìn)一步，所述滑石粉撥輪的長(zhǎng)度大于等于漏粉孔在水平方向的長(zhǎng)度，滑石粉撥輪葉片上下頂點(diǎn)之間距離大于漏粉孔在豎直方向的高度。

本發(fā)明如上所述的用于高中物理實(shí)驗(yàn)的計(jì)時(shí)系統(tǒng)，進(jìn)一步，所述感光計(jì)時(shí)帶包括感光層、第一防護(hù)層和第二防護(hù)層，所述感光層設(shè)置在第一防護(hù)層和第二防護(hù)層之間。

本發(fā)明如上所述的用于高中物理實(shí)驗(yàn)的計(jì)時(shí)系統(tǒng)，進(jìn)一步，所述感光層、第一防護(hù)層和第二防護(hù)層在厚度方向側(cè)面上分別設(shè)有截面為弧形的條狀凸起。

為了實(shí)現(xiàn)上述第二目的，本發(fā)明提供一種實(shí)驗(yàn)計(jì)時(shí)方法，在實(shí)驗(yàn)中利用如上任一項(xiàng)所述的計(jì)時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)時(shí)。

本發(fā)明的有益效果是：