[發(fā)明專利]一種用于物理實(shí)驗(yàn)的測(cè)速裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710605805.2
• 申請(qǐng)日: 2017-07-24
• 公開（公告）號(hào): CN107180576A
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高舒萍;王家宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江海洋大學(xué)
• 主分類號(hào): G09B23/06
• 分類號(hào): G09B23/06
• 代理公司: 杭州千克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司33246
• 代理人: 賈森君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于教學(xué)器械技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于物理實(shí)驗(yàn)的測(cè)速裝置。

背景技術(shù)

在物理教學(xué)過程中，速度、勢(shì)能以及動(dòng)能的概念屬于重要且難以理解的內(nèi)容之一，單純地按課本上的內(nèi)容進(jìn)行講述，則抽象且難以理解；此外，對(duì)于動(dòng)能和勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，如果僅僅按照書本上的公式讓學(xué)生去理解必然顯得枯燥乏味，并且難以使學(xué)生深刻掌握，如有一種直觀的通過勢(shì)能的任意改變能夠方便的得到動(dòng)能所對(duì)應(yīng)的速度值，則能夠加深學(xué)生對(duì)速度、勢(shì)能、動(dòng)能等物理概念及其相互關(guān)系的深刻理解。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種用于物理實(shí)驗(yàn)的測(cè)速裝置，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：如何直觀的通過勢(shì)能的任意改變，方便的得到動(dòng)能所對(duì)應(yīng)的速度值，提高教學(xué)的質(zhì)量。

本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種用于物理實(shí)驗(yàn)的測(cè)速裝置,包括呈長(zhǎng)條狀的滑軌、左支撐桿和右支撐桿，所述滑軌左端鉸接在所述左支撐桿上，其特征在于，所述右支撐桿包括上支桿和下支桿，所述上支桿的下端滑動(dòng)穿設(shè)在下支桿內(nèi)并能夠定位，所述上支桿的上端鉸接有第一滑塊，所述滑軌的右端底部具有沿其長(zhǎng)度方向的第一滑槽，所述第一滑塊滑動(dòng)連接在第一滑槽內(nèi)，所述滑軌上沿其長(zhǎng)度方向還滑動(dòng)連接有支架一和支架二，所述支架一和支架二上均設(shè)有光電收發(fā)器，所述滑軌上沿其長(zhǎng)度方向還設(shè)有透光縫隙，所述光電收發(fā)器的發(fā)射端和接收端分別位于透光縫隙的兩側(cè)且與所述透光縫隙相對(duì)，所述滑軌上滑動(dòng)連接有運(yùn)動(dòng)塊且運(yùn)動(dòng)塊通過滑動(dòng)能夠遮擋所述透光縫隙，所述測(cè)速裝置還包括微處理器和計(jì)時(shí)器，所述光電收發(fā)器和計(jì)時(shí)器均與所述微處理器相連接，所述滑軌和上支桿上沿各自的長(zhǎng)度方向均設(shè)有刻度線，所述上支桿上還滑動(dòng)連接有呈水平設(shè)置的水平桿，所述水平桿能繞連接處在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。

當(dāng)需要測(cè)量運(yùn)動(dòng)塊滑動(dòng)到滑軌的某處速度時(shí)，將兩個(gè)光電收發(fā)器滑動(dòng)并排固定于所要測(cè)試的位置處，滑動(dòng)上支桿并定位使得滑軌呈傾斜設(shè)置，將運(yùn)動(dòng)塊從滑軌的右端沿著滑軌釋放，由于滑軌是傾斜狀態(tài)，因此在重力的作用下，運(yùn)動(dòng)塊的勢(shì)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能沿著滑軌向下滑動(dòng)，當(dāng)滑動(dòng)到第一個(gè)光電收發(fā)器處時(shí)，第一個(gè)光電收發(fā)器的收發(fā)光受到遮擋，產(chǎn)生第一遮擋信號(hào)，此時(shí)微處理器收到第一遮擋信號(hào)后通過計(jì)時(shí)開關(guān)啟動(dòng)計(jì)時(shí)器進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)塊運(yùn)動(dòng)到第二個(gè)光電收發(fā)器處時(shí)，第二個(gè)光電收發(fā)器的收發(fā)光受到遮擋，產(chǎn)生第二遮擋信號(hào)，此時(shí)微處理器收到第二遮擋信號(hào)后通過計(jì)時(shí)開關(guān)關(guān)閉計(jì)時(shí)器，從而產(chǎn)生一個(gè)運(yùn)動(dòng)塊通過第一和第二光電收發(fā)器之間的時(shí)間間隔，再通過第一和第二光電收發(fā)器之間的刻度線可以讀出兩個(gè)光電收發(fā)器之間的距離，通過計(jì)算機(jī)便能算出運(yùn)動(dòng)塊經(jīng)過滑軌需要測(cè)速的該位置處的速度，在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)水平桿，同時(shí)向上提升水平桿，將水平桿與需要測(cè)速的該位置相接觸，通過上支桿上的刻度線能夠讀出運(yùn)動(dòng)塊測(cè)試前的高度差，代表其勢(shì)能，從而能夠直觀的通過勢(shì)能的任意改變，方便的得到動(dòng)能所對(duì)應(yīng)的速度值，提高教學(xué)的質(zhì)量。

在上述的用于物理實(shí)驗(yàn)的測(cè)速裝置中，所述滑軌上沿其長(zhǎng)度方向設(shè)有第二滑槽，所述支架一和支架二上均設(shè)有第二滑塊，所述第二滑塊滑動(dòng)連接在所述第二滑槽內(nèi)，所述滑軌上還設(shè)有能夠?qū)⒌诙瑝K鎖定的鎖定螺栓。通過第二滑塊與第二滑槽的配合作用，能夠?qū)崿F(xiàn)支架一和支架二的位置調(diào)節(jié)，通過鎖緊螺栓能夠?qū)⒄{(diào)整后的支架一和支架二鎖定，從而能夠直觀的通過勢(shì)能的任意改變，方便的得到動(dòng)能所對(duì)應(yīng)的速度值，提高教學(xué)的質(zhì)量。

在上述的用于通過滑塊物理實(shí)驗(yàn)的測(cè)速裝置中，所述滑軌的左端還設(shè)有用于接收運(yùn)動(dòng)塊的收納袋。收納袋的設(shè)置，使得運(yùn)動(dòng)塊從滑軌的右端滑動(dòng)到左端后能夠進(jìn)入收納袋中，不會(huì)丟失。

在上述的用于物理實(shí)驗(yàn)的測(cè)速裝置中，所述左支撐桿和下支桿的下端均設(shè)有底座，所述微處理器、計(jì)時(shí)器均設(shè)置在左支撐桿的底座上，所述下支桿的底座上還設(shè)有氣缸，所述氣缸的活塞桿與所述上支桿的下端相連接。氣缸用于驅(qū)動(dòng)上支桿相對(duì)下支桿滑動(dòng)，從而起到調(diào)節(jié)滑軌傾斜角度的作用，底座的設(shè)置，使得測(cè)速裝置整體的穩(wěn)定性較好，空間布置也較緊湊。

在上述的用于物理實(shí)驗(yàn)的測(cè)速裝置中，所述測(cè)速裝置還包括蓄電池，所述微處理器和氣缸均與蓄電池電連接。蓄電池用于給微處理器和氣缸供電。