[發明專利]一種用于高中教學驗證動量定理的模擬教具

在審

• 申請號: 201810629095.1
• 申請日: 2018-06-19
• 公開（公告）號: CN108510850A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 寇芳
• 申請（專利權）人: 寇芳
• 主分類號: G09B23/10
• 分類號: G09B23/10
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 白小明

本發明屬于現代教育模擬教具技術領域，具體涉及一種用于高中教學驗證動量定理的模擬教具。針對在高中物理教學中，由于涉及到物理量速度，由于準確計時困難等因素，導致難以利用教具等方式直觀地展示相關的理論知識的問題，本發明提供一種用于高中教學驗證動量定理的模擬教具，本發明的技術方案是:包括導軌，導軌上設置有小車，導軌上表面平行設置有兩道凹槽，凹槽的形狀和位置與小車的輪胎相匹配；導軌的兩端分別設置有限位塊和控制盒，控制盒的兩側各連接有一個測速桿，兩個測速桿與導軌平行且設置在小車的兩側，所述測速桿朝向小車的側面設置有光電眼Ⅰ和光電眼Ⅱ。本發明適用于高中教學。

技術領域

本發明屬于現代教育模擬教具技術領域，具體涉及一種用于高中教學驗證動量定理的模擬教具。

背景技術

教具是以傳播科技、教育人為目的的實物，是完全的科技傳媒，是青少年教育和科技活動中不可缺少的器材。在日常教學中使用教具，能夠幫助學生更直觀和深入地理解知識，達到更好的教學效果。

在高中物理教學中，由于涉及到物理量速度，由于準確計時困難等因素，導致難以利用教具等方式直觀地展示相關的理論知識。

發明內容

針對在高中物理教學中，由于涉及到物理量速度，由于準確計時困難等因素，導致難以利用教具等方式直觀地展示相關的理論知識的問題，本發明提供一種用于高中教學驗證動量定理的模擬教具，其目的在于：通過簡單的機械設置實現測量物體移動的速度，從而使得在誤差可接受的范圍內，能夠演示物體碰撞中的動量定理。

本發明采用的技術方案如下：

一種用于高中教學驗證動量定理的模擬教具，包括導軌，導軌上設置有小車，導軌上表面平行設置有兩道凹槽，凹槽的形狀和位置與小車的輪胎相匹配；導軌的兩端分別設置有限位塊和控制盒，控制盒的兩側各連接有一個測速桿，兩個測速桿與導軌平行且設置在小車的兩側，所述測速桿朝向小車的側面設置有光電眼Ⅰ和光電眼Ⅱ。

采用該技術方案后，由于小車采用輪胎滾動，且凹槽的形狀和位置與小車的輪胎相匹配，使得小車運動的阻力非常小，在模擬教具的尺寸范圍內，可視為無阻力的運動，這為速度的準確測量提供了基礎。在小車運動經過對應的位置時，光電眼Ⅰ和光電眼Ⅱ分別能夠采集到瞬時的信號，由于光電眼Ⅰ和光電眼Ⅱ設置在測速桿上，其距離是固定了，因而通過光電眼Ⅰ和光電眼Ⅱ采集到瞬時信號的時間差，可計算出小車的運動速度。該測量速度物理量的方法具有簡單準確的優點，適合在課堂上演示使用。

優選的，限位塊的上沿的高度位于小車的中部。限位塊用于對小車的初始位置進行限定，限位塊上方區域露出小車的一部分，用于接受其他物體的撞擊。

優選的，導軌設置有限位塊的一端連接有撞擊組件。撞擊組件用于觸發小車的運動，從而驗證動量定理等與速度相關的定理。

進一步優選的，撞擊組件包括斜面，斜面頂部設置有固定夾，斜面底部設置有連接部，斜面和連接部之間設置有弧形過渡區域，連接部與導軌連接，斜面和連接部的上表面也平行設置有兩道凹槽，斜面上設置有撞擊車，撞擊車的輪胎的形狀和位置與兩道凹槽相匹配，撞擊車前部設置有用于撞擊小車的撞擊凸塊。該優選方案中，斜面與撞擊車之間的摩擦同樣可以忽略，因而，能夠通過將撞擊車的初始位置設置在確定的高度上以實現使撞擊車以確定的速度與小車發生碰撞。從而實現對動量定理的驗證。

進一步優選的，撞擊組件包括底座，底座的一端與導軌連接，底座的另一端設置有豎桿，豎桿頂部設置有橫桿，橫桿的端部位于限位塊正上方，橫桿的端部懸掛有用于撞擊小車的撞擊塊，豎桿中部設置有用于固定撞擊塊的固定夾。該優選方案中，通過將撞擊塊的初始位置設定在確定的高度上以實現使撞擊塊以確定的速度與小車發生碰撞。從而實現對動量定理的驗證。

優選的，光電眼Ⅰ和光電眼Ⅱ各通過一個繼電器連接有蜂鳴器。

優選的，光電眼Ⅰ和光電眼Ⅱ各通過一個繼電器連接有指示燈。