CN108510850A - 一种用于高中教学验证动量定理的模拟教具 - Google Patents
一种用于高中教学验证动量定理的模拟教具 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108510850A CN108510850A CN201810629095.1A CN201810629095A CN108510850A CN 108510850 A CN108510850 A CN 108510850A CN 201810629095 A CN201810629095 A CN 201810629095A CN 108510850 A CN108510850 A CN 108510850A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- trolley
- guide rail
- teaching
- photocell eye
- high school
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
- G09B23/06—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics
- G09B23/08—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics for statics or dynamics
- G09B23/10—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics for statics or dynamics of solid bodies
Abstract
本发明属于现代教育模拟教具技术领域，具体涉及一种用于高中教学验证动量定理的模拟教具。针对在高中物理教学中，由于涉及到物理量速度，由于准确计时困难等因素，导致难以利用教具等方式直观地展示相关的理论知识的问题，本发明提供一种用于高中教学验证动量定理的模拟教具，本发明的技术方案是:包括导轨，导轨上设置有小车，导轨上表面平行设置有两道凹槽，凹槽的形状和位置与小车的轮胎相匹配；导轨的两端分别设置有限位块和控制盒，控制盒的两侧各连接有一个测速杆，两个测速杆与导轨平行且设置在小车的两侧，所述测速杆朝向小车的侧面设置有光电眼Ⅰ和光电眼Ⅱ。本发明适用于高中教学。
Description
技术领域
本发明属于现代教育模拟教具技术领域，具体涉及一种用于高中教学验证动量定理的模拟教具。
背景技术
教具是以传播科技、教育人为目的的实物，是完全的科技传媒，是青少年教育和科技活动中不可缺少的器材。在日常教学中使用教具，能够帮助学生更直观和深入地理解知识，达到更好的教学效果。
在高中物理教学中，由于涉及到物理量速度，由于准确计时困难等因素，导致难以利用教具等方式直观地展示相关的理论知识。
发明内容
针对在高中物理教学中，由于涉及到物理量速度，由于准确计时困难等因素，导致难以利用教具等方式直观地展示相关的理论知识的问题，本发明提供一种用于高中教学验证动量定理的模拟教具，其目的在于：通过简单的机械设置实现测量物体移动的速度，从而使得在误差可接受的范围内，能够演示物体碰撞中的动量定理。
本发明采用的技术方案如下：
一种用于高中教学验证动量定理的模拟教具，包括导轨，导轨上设置有小车，导轨上表面平行设置有两道凹槽，凹槽的形状和位置与小车的轮胎相匹配；导轨的两端分别设置有限位块和控制盒，控制盒的两侧各连接有一个测速杆，两个测速杆与导轨平行且设置在小车的两侧，所述测速杆朝向小车的侧面设置有光电眼Ⅰ和光电眼Ⅱ。
采用该技术方案后，由于小车采用轮胎滚动，且凹槽的形状和位置与小车的轮胎相匹配，使得小车运动的阻力非常小，在模拟教具的尺寸范围内，可视为无阻力的运动，这为速度的准确测量提供了基础。在小车运动经过对应的位置时，光电眼Ⅰ和光电眼Ⅱ分别能够采集到瞬时的信号，由于光电眼Ⅰ和光电眼Ⅱ设置在测速杆上，其距离是固定了，因而通过光电眼Ⅰ和光电眼Ⅱ采集到瞬时信号的时间差，可计算出小车的运动速度。该测量速度物理量的方法具有简单准确的优点，适合在课堂上演示使用。
优选的，限位块的上沿的高度位于小车的中部。限位块用于对小车的初始位置进行限定，限位块上方区域露出小车的一部分，用于接受其他物体的撞击。
优选的，导轨设置有限位块的一端连接有撞击组件。撞击组件用于触发小车的运动，从而验证动量定理等与速度相关的定理。
进一步优选的，撞击组件包括斜面，斜面顶部设置有固定夹，斜面底部设置有连接部，斜面和连接部之间设置有弧形过渡区域，连接部与导轨连接，斜面和连接部的上表面也平行设置有两道凹槽，斜面上设置有撞击车，撞击车的轮胎的形状和位置与两道凹槽相匹配，撞击车前部设置有用于撞击小车的撞击凸块。该优选方案中，斜面与撞击车之间的摩擦同样可以忽略，因而，能够通过将撞击车的初始位置设置在确定的高度上以实现使撞击车以确定的速度与小车发生碰撞。从而实现对动量定理的验证。
进一步优选的，撞击组件包括底座，底座的一端与导轨连接，底座的另一端设置有竖杆，竖杆顶部设置有横杆，横杆的端部位于限位块正上方，横杆的端部悬挂有用于撞击小车的撞击块，竖杆中部设置有用于固定撞击块的固定夹。该优选方案中，通过将撞击块的初始位置设定在确定的高度上以实现使撞击块以确定的速度与小车发生碰撞。从而实现对动量定理的验证。
优选的，光电眼Ⅰ和光电眼Ⅱ各通过一个继电器连接有蜂鸣器。
优选的，光电眼Ⅰ和光电眼Ⅱ各通过一个继电器连接有指示灯。
采用上述优选方案后，在小车通过光电眼Ⅰ和光电眼Ⅱ的位置时，蜂鸣器或指示灯会发出指示信号，这样演示者可通过秒表等工具进行准确地计时。从而进一步保证测量速度的精确性。
优选的，控制盒中设置有计时器，所述光电眼Ⅰ位于测速杆朝向限位块的一端，所述光电眼Ⅱ位于测速杆朝向控制盒的一端，光电眼Ⅰ和光电眼Ⅱ分别通过继电器与计时器连接。采用该优选方案后，光电眼Ⅰ和光电眼Ⅱ分别发出信号控制计时器的启动和停止，实现自动计时，使得该模拟教具的使用更加简单方便，计时更加准确。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.由于小车采用轮胎滚动，且凹槽的形状和位置与小车的轮胎相匹配，使得小车运动的阻力非常小，在模拟教具的尺寸范围内，可视为无阻力的运动，这为速度的准确测量提供了基础。在小车运动经过对应的位置时，光电眼Ⅰ和光电眼Ⅱ分别能够采集到瞬时的信号，由于光电眼Ⅰ和光电眼Ⅱ设置在测速杆上，其距离是固定了，因而通过光电眼Ⅰ和光电眼Ⅱ采集到瞬时信号的时间差，可计算出小车的运动速度。该测量速度物理量的方法具有简单准确的优点，适合在课堂上演示使用。
2.斜面与撞击车之间的摩擦同样可以忽略，因而，能够通过将撞击车的初始位置设置在确定的高度上以实现使撞击车以确定的速度与小车发生碰撞。从而实现对动量定理的验证。
3.通过将撞击块的初始位置设定在确定的高度上以实现使撞击块以确定的速度与小车发生碰撞。从而实现对动量定理的验证。
4.在小车通过光电眼Ⅰ和光电眼Ⅱ的位置时，蜂鸣器或指示灯会发出指示信号，这样演示者可通过秒表等工具进行准确地计时。从而进一步保证测量速度的精确性。
5.光电眼Ⅰ和光电眼Ⅱ分别发出信号控制计时器的启动和停止，实现自动计时，使得该模拟教具的使用更加简单方便，计时更加准确。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是本发明中导轨的横截面示意图；
图3是本发明中导轨的俯视图；
图4是本发明实施例2的结构示意图；
图5是本发明实施例1和实施例2的结构示意图。
其中，1-导轨，2-控制盒，3-计时器，4-光电眼Ⅱ，5-测速杆，6-光电眼Ⅰ，7-小车，8-限位块，9-撞击凸块，10-撞击车，11-连接部，12-斜面，13-固定夹，14-凹槽，15-底座，16-竖杆，17-横杆，18-撞击块。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
下面结合图1至图5本发明作详细说明。
实施例1
一种用于高中教学验证动量定理的模拟教具，包括导轨1，导轨1上设置有小车7，导轨1上表面平行设置有两道凹槽14，凹槽14的形状和位置与小车7的轮胎相匹配。导轨1的两端分别设置有限位块8和控制盒2，限位块8的上沿的高度位于小车7的中部。限位块8用于对小车7的初始位置进行限定，限位块8上方区域露出小车7的一部分，用于接受其他物体的撞击。控制盒2用于安装该模拟教具的电源和电线等部件。控制盒3的两侧各连接有一个测速杆5，两个测速杆5与导轨1平行且设置在小车7的两侧，所述测速杆5朝向小车7的侧面设置有光电眼Ⅰ6和光电眼Ⅱ4。
光电眼Ⅰ6和光电眼Ⅱ4可分别采用现有技术中的红外光电眼，红外光电眼包括红外光发射器和红外光接收器，红外光发射器和红外光接收器分别设置在小车7两侧的测速杆5上，并且红外光发射器和红外光接收器的位置相互对应。因此，当红外光发射器和红外光接收器之间没有小车7存在的时候，红外光接收器会一直接收到红外光信号。当小车7运动到红外光发射器和红外光接收器之间时，小车7会阻断光线，从而导致红外受光器采集到的信号中断。
在小车7运动经过对应的位置时，光电眼Ⅰ6和光电眼Ⅱ4分别能够采集到瞬时的中断信号，由于光电眼Ⅰ6和光电眼Ⅱ4设置在测速杆上，其距离是固定了，因而通过光电眼Ⅰ6和光电眼Ⅱ4采集到瞬时信号的时间差，可计算出小车7的运动速度。
导轨1设置有限位块8的一端连接有撞击组件。
作为一种优选的设置，撞击组件包括斜面12，斜面12顶部设置有固定夹13，斜面12底部设置有连接部11，斜面12和连接部11之间设置有弧形过渡区域，连接部11与导轨1连接，斜面12和连接部11的上表面也平行设置有两道凹槽14，斜面12上设置有撞击车10，撞击车10的轮胎的形状和位置与两道凹槽14相匹配，撞击车10前部设置有用于撞击小车7的撞击凸块9。撞击车10的初始状态通过固定夹13固定在一定的高度上。开始测试时，打开固定夹13释放撞击车10对小车7进行撞击。
固定夹13的一种优选结构如图5所示，通过扭转弹簧使得固定夹13的两部分保持夹紧，只有在施加外力压缩扭转弹簧时，固定夹13才会松开，从而瞬间释放夹持物体。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，区别在于撞击组件的优选结构不同。
本实施例中，撞击组件包括底座15，底座15的一端与导轨1连接，底座15的另一端设置有竖杆16，竖杆16中部设置有固定夹13，竖杆16顶部设置有横杆17，横杆17的端部位于限位块8正上方，横杆17的端部悬挂有用于撞击小车7的撞击块18。
固定夹13的结构也与实施例1中相同。为了使撞击块18的重力势能全部转化为动能，固定夹13夹持撞击块18的部位至横杆17端部的距离与撞击发生部位至横杆17端部的距离相同。
实施例3
在实施例1或实施例2的基础上，本实施例中的光电眼Ⅰ6和光电眼Ⅱ4各通过一个继电器连接有蜂鸣器或者指示灯。本实施例中，小车通过光电眼Ⅰ6和光电眼Ⅱ4时会触发蜂鸣或指示灯的亮起，演示人员可根据蜂鸣或指示灯的指示进行计时操作。
实施例4
优选的，控制盒2中设置有计时器3，所述光电眼Ⅰ6位于测速杆5朝向限位块8的一端，所述光电眼Ⅱ4位于测速杆5朝向控制盒2的一端，光电眼Ⅰ6和光电眼Ⅱ4分别通过继电器与计时器3连接。光电眼Ⅰ6和光电眼Ⅱ4分别发出信号控制计时器的启动和停止，实现自动计时。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。
Claims (8)
1.一种用于高中教学验证动量定理的模拟教具，其特征在于：包括导轨(1)，导轨(1)上设置有小车(7)，导轨(1)上表面平行设置有两道凹槽(14)，凹槽(14)的形状和位置与小车(7)的轮胎相匹配；导轨(1)的两端分别设置有限位块(8)和控制盒(2)，控制盒(2)的两侧各连接有一个测速杆(5)，两个测速杆(5)与导轨(1)平行且设置在小车(7)的两侧，所述测速杆(5)朝向小车(7)的侧面设置有光电眼Ⅰ(6)和光电眼Ⅱ(4)。
2.按照权利要求1所述的一种用于高中教学验证动量定理的模拟教具，其特征在于：所述限位块(8)的上沿的高度位于小车(7)的中部。
3.按照权利要求1所述的一种用于高中教学验证动量定理的模拟教具，其特征在于：所述导轨(1)设置有限位块(8)的一端连接有撞击组件。
4.按照权利要求3所述的一种用于高中教学验证动量定理的模拟教具，其特征在于：所述撞击组件包括斜面(12)，斜面(12)顶部设置有固定夹(13)，斜面(12)底部设置有连接部(11)，斜面(12)和连接部(11)之间设置有弧形过渡区域，连接部(11)与导轨(1)连接，斜面(12)和连接部(11)的上表面也平行设置有两道凹槽(14)，斜面(12)上设置有撞击车(10)，撞击车(10)的轮胎的形状和位置与两道凹槽(14)相匹配，撞击车(10)前部设置有用于撞击小车(7)的撞击凸块(9)。
5.按照权利要求3所述的一种用于高中教学验证动量定理的模拟教具，其特征在于：所述撞击组件包括底座(15)，底座(15)的一端与导轨(1)连接，底座(15)的另一端设置有竖杆(16)，竖杆(16)顶部设置有横杆(17)，横杆(17)的端部位于限位块(8)正上方，横杆(17)的端部悬挂有用于撞击小车(7)的撞击块(18)，竖杆(16)中部设置有用于固定撞击块(18)的固定夹(13)。
6.按照权利要求1-5任一项所述的一种用于高中教学验证动量定理的模拟教具，其特征在于：所述光电眼Ⅰ(6)和光电眼Ⅱ(4)各通过一个继电器连接有蜂鸣器。
7.按照权利要求1-5任一项所述的一种用于高中教学验证动量定理的模拟教具，其特征在于：所述光电眼Ⅰ(6)和光电眼Ⅱ(4)各通过一个继电器连接有指示灯。
8.按照权利要求1-5任一项所述的一种用于高中教学验证动量定理的模拟教具，其特征在于：所述控制盒(2)中设置有计时器(3)，所述光电眼Ⅰ(6)位于测速杆(5)朝向限位块(8)的一端，所述光电眼Ⅱ(4)位于测速杆(5)朝向控制盒(2)的一端，光电眼Ⅰ(6)和光电眼Ⅱ(4)分别通过继电器与计时器(3)连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810629095.1A CN108510850A (zh) | 2018-06-19 | 2018-06-19 | 一种用于高中教学验证动量定理的模拟教具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810629095.1A CN108510850A (zh) | 2018-06-19 | 2018-06-19 | 一种用于高中教学验证动量定理的模拟教具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108510850A true CN108510850A (zh) | 2018-09-07 |
Family
ID=63403565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810629095.1A Pending CN108510850A (zh) | 2018-06-19 | 2018-06-19 | 一种用于高中教学验证动量定理的模拟教具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108510850A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202422510U (zh) * | 2012-01-20 | 2012-09-05 | 杨燕飞 | 物理实验教学用具 |
| CN204257077U (zh) * | 2014-12-05 | 2015-04-08 | 湖南工业大学 | 可调水平动量守恒实验仪 |
| CN207052160U (zh) * | 2017-04-18 | 2018-02-27 | 贾春霖 | 一种多用途力学实验演示轨道 |
| KR20180054450A (ko) * | 2017-11-06 | 2018-05-24 | 노성연 | 롤링볼 교구 |
| CN207441075U (zh) * | 2017-06-30 | 2018-06-01 | 重庆三峡学院 | 一种物理教学用简易碰撞运动实验器 |
-
2018
- 2018-06-19 CN CN201810629095.1A patent/CN108510850A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202422510U (zh) * | 2012-01-20 | 2012-09-05 | 杨燕飞 | 物理实验教学用具 |
| CN204257077U (zh) * | 2014-12-05 | 2015-04-08 | 湖南工业大学 | 可调水平动量守恒实验仪 |
| CN207052160U (zh) * | 2017-04-18 | 2018-02-27 | 贾春霖 | 一种多用途力学实验演示轨道 |
| CN207441075U (zh) * | 2017-06-30 | 2018-06-01 | 重庆三峡学院 | 一种物理教学用简易碰撞运动实验器 |
| KR20180054450A (ko) * | 2017-11-06 | 2018-05-24 | 노성연 | 롤링볼 교구 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104730501A (zh) | 机动车雷达测速仪现场仿真方法及检测装置 | |
| CN106228107B (zh) | 一种基于独立成分分析的超声导波断轨监测方法 | |
| CN204043626U (zh) | 一种防眩板的抗变形量测量装置 | |
| CN103411787A (zh) | 一种自动扶梯三参数检测仪及检测方法 | |
| CN102080955B (zh) | 一种用于桥梁安全检查的移动荷载定位方法 | |
| CN103278744B (zh) | 一种基于t型线路等效及测后模拟思想的同塔双回输电线路纵联保护的方法 | |
| CN108510850A (zh) | 一种用于高中教学验证动量定理的模拟教具 | |
| CN106324097A (zh) | 一种基于声波传感测定材料碰撞恢复系数的方法 | |
| CN102980699A (zh) | 一种羽毛球拍拍力疲劳试验机 | |
| CN105203797A (zh) | 一种微纳米粒子群测速系统 | |
| CN103085840A (zh) | 一种用于铁路红外轴温监测的列车信号模拟系统 | |
| CN208805338U (zh) | 一种车载终端的碰撞检测工装 | |
| CN203745174U (zh) | 一种新型模拟腿型冲击器 | |
| CN206340244U (zh) | 一种法拉第电磁感应探究演示装置 | |
| CN208569944U (zh) | 一种工程力学碰撞试验装置 | |
| CN205898561U (zh) | 一种用于测试材料隔冲性能的待测样品夹持装置 | |
| CN109813614A (zh) | 玻璃抗击打测试装置 | |
| CN206177340U (zh) | 车辆检测器参数分析仪 | |
| CN105115454B (zh) | 一种用于行人大腿碰撞试验的坐标测量装置 | |
| CN104931731B (zh) | 一种用于检测机车电涡流速度传感脉冲发生器质量的方法 | |
| CN208833610U (zh) | 光缆套管弯折试验装置 | |
| CN102446443A (zh) | 牛顿第二定律实验仪 | |
| CN105288986A (zh) | 一种铅球定位设备 | |
| CN203561514U (zh) | 一种推拉式室外健身器材疲劳测试仪 | |
| CN105544623A (zh) | 一种应用于基桩动态测量仪的检定装置和检定方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180907 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |